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不均勻的鋰沉積是一個(gè)難以解決的問題，它會(huì)導(dǎo)致不可控的鋰枝晶的形成，進(jìn)而引發(fā)鋰金屬電池的循環(huán)壽命和安全問題。構(gòu)建親鋰位點(diǎn)被認(rèn)為是修飾疏鋰銅集流體的一種有效方法。然而，親鋰性位點(diǎn)是否穩(wěn)定或在長(zhǎng)期循環(huán)中能持續(xù)調(diào)節(jié)鋰的沉積仍然是未知數(shù)。

圖1. 理論計(jì)算和作用示意

武漢理工大學(xué)木士春、何大平等構(gòu)思了一種獨(dú)特的”三明治”負(fù)極，其由均勻限制在GO和Cu箔之間的納米級(jí)Zn金屬組成。在這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)中，中間一層親鋰的鋅納米顆粒作為成核種子促進(jìn)了鋰的沉積，形成了鋅鋰合金，而界面上的GO層不僅為鋰離子的快速傳輸提供了通道，而且與鋅有很強(qiáng)的吸附性能，保證了成核種子在長(zhǎng)期循環(huán)中的穩(wěn)定性。

因此，與純合金負(fù)極和石墨烯保護(hù)的非合金負(fù)極相比，GO保護(hù)的合金復(fù)合負(fù)極的過電位更小，循環(huán)更穩(wěn)定。

圖2. 半電池性能

因此，合理設(shè)計(jì)的負(fù)極在1 mA cm^-2條件下的200次循環(huán)的庫(kù)侖效率高于98%，在1 mA cm^-2的條件下，對(duì)稱電池的壽命延長(zhǎng)至600小時(shí)，并且極化程度較低。

這進(jìn)一步使基于磷酸鐵鋰（LFP）正極（11.5 mg cm^-2）的商用全電池在5 C時(shí)實(shí)現(xiàn)了90 mAh g^-1的高倍率容量，在1 C下經(jīng)過100次循環(huán)后具有81.1%的高容量保留率。綜上所述，這項(xiàng)工作為通過可持續(xù)的合金點(diǎn)進(jìn)行高效率的鋰存儲(chǔ)提供了新的見解。

圖3. 全電池性能

Stabilizing nucleation seeds in Li metal anode via ion-selective graphene oxide interfaces. Energy Storage Materials 2023. DOI: 10.1016/j.ensm.2023.01.045

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?武理EnSM：通過氧化石墨烯界面穩(wěn)定鋰金屬負(fù)極的成核種子

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