同步辐射X射线三维成像技术揭示高性能锂合金负极“双重”锂溶解和沉积机理  

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作　　者：Fengcheng Tang Xia Zhang Markus Osenberg Chao Yang Haifeng Huang André Hilger Masyuki Uesugi Kentaro Uesug Akihisa Takeuchis Ingo Manke Fu Sun Libao Chen 窦程亮(译) 

机构地区：[1]State Key Laboratory of Powder Metallurgy,Central South University [2]Qingdao Instituteof BioenergyandBioprocessTechnology,ChineseAcadem [3]Helmholtz-Zentrum Berlin fur Materialien und Energie [4]College of Chemistry and Chemical Engineering,Central South University [5]Japan Synchrotron Radiation Research Institute(JASRI)/Spring-8 [6]北京有色金属与稀土应用研究所有限公司

出　　处：《有色金属与稀土应用》2024年第1期1-19,共19页Non-Ferrous Metals & Rareearth

摘　　要：不可控的锂溶解和沉积过程导致树枝状锂生长和锂负极的巨大体积变化,限制了锂金属电池(LMBs)的实用性,为了同时解决这些问题,设计具有亲锂性的三维(3D)结构电极是提高实用性的策略之一。因此,设计和制造了一种新的3DLi-B-C-Al合金阳极。制备的3D合金负极不仅表现出优异的亲锂性,有利于均匀的锂成核和生长,而且具有足够的稳定性,可保持其结构完整性。通过全面的电化学测试证明了所制备的3D合金的性能卓越。此外,采用无损和三维同步辐射X射线计算机断层扫描(SX-CT)技术研究了所制备合金负极的底层工作机制。揭示了在不同电化学循环条件下独特的双重锂溶解和沉积机制。最后,提高了使用3D合金阳极和LiNi构建的全电池的性能LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)(NCM811)阴极证实了其潜在的应用能力。总体而言,目前的工作不仅展示了3D合金作为LMBs潜在负极材料的优越性,而且还为其潜在的工作机制提供了基本见解,这可能进一步推动其研究和开发。

关 键 词：锂合金 锂金属负极 锂金属电池 Li-B-C-Al 沉积 

分 类 号：TG1[金属学及工艺—金属学]