1 成果簡介 

 

       薄的鋰金屬箔（≤20 μm）和獨立的鋰金屬箔可實現負極材料和高能量密度鋰電池的精確預鋰化。現有的鋰金屬箔太厚（通常為50到750 μm），或者機械易碎性太差，不適用于這些應用。本文，斯坦福大學崔屹教授團隊在《Nature Energy》期刊發表名為“Free-standing ultrathin lithium metal–graphene oxide host foils with controllable thickness for lithium batteries”的論文，研究開發了一種簡單和可擴展的方法，在氧化石墨烯主體內合成超薄(0.5 ~ 20 μm)、獨立且機械堅固的鋰金屬箔。

 

       除了約0.1至3.7 mAh cm -2的低面積容量與傳統的純Li金屬箔相比，該Li箔的機械強度也大大提高了。Li箔可以將石墨（93％）和硅（79.4％）陽極的初始庫侖效率提高到100％左右，而不會產生過多的Li殘留物，并且可以將鋰離子全電池的容量提高8％。使用這種薄的Li復合陽極，可將Li金屬滿電池的循環壽命延長9倍。

 

       2 圖文導讀 

圖1：微米級薄主體和鋰金屬膜的設計與制造。

圖2：超薄Li - eGF膜的表征

圖3：超薄Li-eGF薄膜可實現精確的預鋰化和理想的石墨陽極ICE。

圖4：超薄Li- eGF薄膜改善了硅陽極的初始ICE和循環穩定性。

圖5：超薄Li-eGF薄膜提高了鋰金屬的穩定性 LFP滿格。

 

       3 小結 

 

       綜上所述，本文開發出一種制造超薄，獨立和承載的Li金屬膜的工藝，并展示了在預鋰化和高能量密度LMB中的應用。通過將電極厚度減小到微米級并同時提高陽極穩定性，可調節的微米級薄且獨立的Li-eGF薄膜為將來的高能量密度Li電池提供了一條途徑。這也表明，這種微米級的技術可能會打破當前制造中電極厚度的限制。

 

       DOI：10.1038/s41560-021-00833-6

 

       https://doi.org/10.1038/s41560-021-00833-6