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3D mixed ion-electron conducting framework for dendrite-free lithium metal anode
Nanoscale ( IF 5.8 ) Pub Date : 2024-11-19 , DOI: 10.1039/d4nr04455j Jinmin Lin, Zerui Chen, Wei Zhao, Junwei Han, Bo Chen, Yao Chen, Qianqian Liu, Hao Bin Wu
Nanoscale ( IF 5.8 ) Pub Date : 2024-11-19 , DOI: 10.1039/d4nr04455j Jinmin Lin, Zerui Chen, Wei Zhao, Junwei Han, Bo Chen, Yao Chen, Qianqian Liu, Hao Bin Wu
To enable the practical application of lithium metal batteries, it is crucial to address the challenges of dendrite growth and volume expansion in lithium metal anodes. A 3D framework offers an effective solution to regulate the lithium plating/stripping process. In this work, we present a 3D mixed ion-electron conducting (MIEC) framework as a lithium metal anode, achieved by conformally coating carbon nanotubes (CNTs) onto Li0.5La0.5TiO3 (LLTO) particles. The synergy between LLTO’s lithiophilicity and CNTs' high electron conductivity ensures uniform lithium deposition and mitigates volume changes, thereby enhancing the electrochemical performance. As a result, the LLTO@CNT anode demonstrates a high Coulombic efficiency of 99.24% for 400 cycles at 1 mA cm−2 in a half-cell, along with. excellent cycling stability and prolonged lifespan.
中文翻译:
用于无枝晶锂金属负极的 3D 混合离子-电子导电框架
为了实现锂金属电池的实际应用,解决锂金属负极中枝晶生长和体积膨胀的挑战至关重要。3D 框架为调节锂电镀/剥离过程提供了一种有效的解决方案。在这项工作中,我们提出了一个 3D 混合离子电子传导 (MIEC) 框架作为锂金属负极,通过将碳纳米管 (CNT) 保形涂层到 Li0.5La0.5TiO3 (LLTO) 颗粒上来实现。LLTO 的亲锂性和 CNT 的高电子导电性之间的协同作用确保了均匀的锂沉积并减轻了体积变化,从而提高了电化学性能。因此,LLTO@CNT负极在半电池中以 1 mA cm-2 的 400 次循环表现出 99.24% 的高库仑效率,同时。优异的循环稳定性和更长的使用寿命。
更新日期:2024-11-19
中文翻译:
用于无枝晶锂金属负极的 3D 混合离子-电子导电框架
为了实现锂金属电池的实际应用,解决锂金属负极中枝晶生长和体积膨胀的挑战至关重要。3D 框架为调节锂电镀/剥离过程提供了一种有效的解决方案。在这项工作中,我们提出了一个 3D 混合离子电子传导 (MIEC) 框架作为锂金属负极,通过将碳纳米管 (CNT) 保形涂层到 Li0.5La0.5TiO3 (LLTO) 颗粒上来实现。LLTO 的亲锂性和 CNT 的高电子导电性之间的协同作用确保了均匀的锂沉积并减轻了体积变化,从而提高了电化学性能。因此,LLTO@CNT负极在半电池中以 1 mA cm-2 的 400 次循环表现出 99.24% 的高库仑效率,同时。优异的循环稳定性和更长的使用寿命。