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孟穎教授團隊,最新Nature子刊!
來源: 時間:2024-04-16 11:04:28 瀏覽:1390次

第一作者:So-Yeon Ham

通訊作者:Jihyun Jang、孟穎教授

通訊單位:加州大學圣地亞哥分校、芝加哥大學

DOI: 10.1038/s41467-024-47352-y.



研究背景



全固態(tài)電池(ASSBs)作為更安全和潛在的更高能量密度的器件,引起了科研人員的極大關注。其中,實現高能量密度ASSBs取決于固態(tài)結構中高容量電極的開發(fā)。在負極方面,潛在的候選材料或結構包括Li金屬、無負極和合金型負極,如Li-Si、Li-In、Li-Sn、Li-Al、LiSb和Li-Mg。然而,高比容量和低的Li枝晶生長和電池短路傾向使合金型負極成為下一代ASSBs最有前途的負極。以硅為負極的ASSBs在不需要固態(tài)電解質界面(SEI)持續(xù)生長下表現出了良好的性能,但第一次循環(huán)不可逆容量損失導致Si的初始庫侖效率(ICE)較低,從而限制了能量密度。基于此,加州大學圣地亞哥分校/芝加哥大學孟穎教授團隊采用了一種預鋰化策略來增加全固態(tài)硅電池的ICE和電導率。



文章要點



1、實驗結果觀察,Li硅負極與鋰鈷氧化物(LCO)正極配對時,ICE顯著增加。此外,與鋰鎳錳鈷氧化物(NCM)的比較表明,硅預鋰化的性能改進僅適用于負極不可逆性高的ASSBs。

2、使用這種預鋰化策略,對比純硅電極,在1000次循環(huán)后,容量保持率提高了15%。使用干處理的LCO正極膜,可以獲得高達10 mAh cm-2的高容量,表明預鋰化方法可能適用于高負載的下一代全固態(tài)電池。



圖文展示



圖1.硅和預鋰化硅負極的各種電化學性能和電池性能指標

圖2.壓力致硅鋰化的形貌和核磁共振譜

圖3.鋰硅在對稱電池和半電池中的電導率和電化學性能


 圖4.Si和Li1Si全電池的循環(huán)性能

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全部 3小時前 四川
文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具。現代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產生書面文字,很多小語種,有語言但沒有文字。文字的不同體現了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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