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AEM綜述:無(wú)負極全電池---高比能鋰金屬電池的必由之路!

AEM綜述:無(wú)負極全電池---高比能鋰金屬電池的必由之路!

訪(fǎng)問(wèn)量:

文章首先對無(wú)負極鋰金屬全電池的結構和優(yōu)勢進(jìn)行了闡述。在傳統的金屬鋰電池或者鋰離子電池中,負極(金屬鋰或石墨等)都是在電池組裝之初實(shí)際存在的。而無(wú)負極電池的鋰全部來(lái)源于富鋰態(tài)的正極,負極實(shí)際上只有一個(gè)集流體,在充放電過(guò)程只能夠來(lái)自正極的鋰在負極集流體上發(fā)生沉積-剝離。因而鋰金屬沉積-剝離的效率和均勻程度對于無(wú)負極鋰金屬電池的電化學(xué)性能至關(guān)重要。從能量密度的角度來(lái)說(shuō),由于避免直接使用負極因此其體積能量密度可提高85.5%。

 

文章揭示了無(wú)負極金屬鋰全電池容量衰減的原因。金屬鋰在集流體上的不均勻沉積會(huì )形成很多具有巨大比表面積的沉積微結構,這些沉積物與液體電解質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)/電化學(xué)反應,從而導致固態(tài)電解質(zhì)界面(SEI膜)的形成。不過(guò),由于金屬鋰沉積體積膨脹是無(wú)限的,因此很容易導致SEI膜破裂持續造成鋰的消耗。這個(gè)問(wèn)題對于無(wú)負極體系十分致命,因為其電池內部的活性鋰是有限的,因而長(cháng)期循環(huán)下會(huì )造成可用的活潑鋰逐漸減少,從而容量持續衰減直至電池完全不能工作。

 

作者在文中重點(diǎn)介紹了改善無(wú)負極全電池電化學(xué)性能的常用策略,其中包括電解液組分的調控(促進(jìn)穩定沉積和堅固SEI膜的形成)、集流體表面的修飾(調控鋰離子流并緩解體積膨脹)、優(yōu)化電池化成和循環(huán)參數等。

 

轉載來(lái)自:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.202000804/

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