当前位置：
X-MOL 学术
›
Carbon Energy
›
论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your
feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
A novel design of 3D carbon host for stable lithium metal anode
Carbon Energy ( IF 19.5 ) Pub Date : 2022-04-29 , DOI: 10.1002/cey2.193 Hang Liu 1 , Jie Di 1 , Ping Wang 2 , Rui Gao 2, 3 , Han Tian 1 , Pengfei Ren 1 , Qingxi Yuan 4 , Wanxia Huang 4 , Ruiping Liu 1 , Qiang Liu 1 , Ming Feng 2
Carbon Energy ( IF 19.5 ) Pub Date : 2022-04-29 , DOI: 10.1002/cey2.193 Hang Liu 1 , Jie Di 1 , Ping Wang 2 , Rui Gao 2, 3 , Han Tian 1 , Pengfei Ren 1 , Qingxi Yuan 4 , Wanxia Huang 4 , Ruiping Liu 1 , Qiang Liu 1 , Ming Feng 2
Affiliation
|
Rational design of porous conductive hosts with high electrical conductivity, large surface area, and adequate interior space is desirable to suppressing dendritic lithium growth and accommodating large volume change of lithium metal anode during the Li plating/stripping process. However, due to the conductive nature of the conductive hosts, Li is easily deposited directly on the top of the hosts, which hinders it from fully functioning. To circumvent the issue, in this study, we designed a novel porous carbon host with a gradient-pore-size structure based on one-dimensional (1D) carbon with different diameters. With this kind of host, stable cycling with high and stable Coulombic efficiency of ~98% is achieved at 0.5 mA cm−2 with an areal capacity of 1 mAh cm−2 over 320 cycles. In contrast, the normal three-dimensional (3D) carbon nanotube host presents a moss-like Li morphology with wildly fluctuating Coulombic efficiency after 100 cycles. The results reveal that the unique gradient-pore-size structure of the 3D conductive host greatly improves the performance of lithium metal batteries.
中文翻译：
一种用于稳定锂金属负极的新型3D碳主体设计
合理设计具有高电导率、大表面积和足够内部空间的多孔导电主体，对于抑制锂枝晶生长和适应锂金属负极在锂电镀/剥离过程中的大体积变化是可取的。然而，由于导电主体的导电性质，锂很容易直接沉积在主体的顶部，这阻碍了其充分发挥作用。为了规避这个问题，在本研究中，我们设计了一种新型多孔碳主体，其具有基于不同直径的一维（1D）碳的梯度孔径结构。使用这种主体，在 0.5 mA cm -2和 1 mAh cm -2的面积容量下实现了稳定的循环，具有约 98% 的高稳定库仑效率超过 320 个循环。相比之下，正常的三维 (3D) 碳纳米管主体呈现出苔藓状的锂形态，在 100 次循环后库仑效率大幅波动。结果表明，3D导电主体独特的梯度孔径结构大大提高了锂金属电池的性能。
更新日期：2022-04-29
中文翻译：
一种用于稳定锂金属负极的新型3D碳主体设计
合理设计具有高电导率、大表面积和足够内部空间的多孔导电主体，对于抑制锂枝晶生长和适应锂金属负极在锂电镀/剥离过程中的大体积变化是可取的。然而，由于导电主体的导电性质，锂很容易直接沉积在主体的顶部，这阻碍了其充分发挥作用。为了规避这个问题，在本研究中，我们设计了一种新型多孔碳主体，其具有基于不同直径的一维（1D）碳的梯度孔径结构。使用这种主体，在 0.5 mA cm -2和 1 mAh cm -2的面积容量下实现了稳定的循环，具有约 98% 的高稳定库仑效率超过 320 个循环。相比之下，正常的三维 (3D) 碳纳米管主体呈现出苔藓状的锂形态，在 100 次循环后库仑效率大幅波动。结果表明，3D导电主体独特的梯度孔径结构大大提高了锂金属电池的性能。
京公网安备 11010802027423号