伊利诺大学参与研发3DGOn涂层欲借此抑制锂晶枝生成【亚博APP安全有保障】

作者:亚博APP安全有保障  时间:2021-08-29  浏览量:51933

本文摘要:据外媒报导,尽管锂金属电池享有大容量、较低水解还原成电势(lowredoxpotential)等理论上的优势,但在实际应用于中,锂金属阳极更容易经常出现锂晶枝炎症(Dendriticgrowthoflithium)的情况。

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据外媒报导,尽管锂金属电池享有大容量、较低水解还原成电势(lowredoxpotential)等理论上的优势,但在实际应用于中,锂金属阳极更容易经常出现锂晶枝炎症(Dendriticgrowthoflithium)的情况。伊利诺大学芝加哥分校(UniversityofIllinoisatChicago)的研究人员与美国德州农工大学(TexasA&MUniversity)的同事们使用3D石墨烯氧化物纳米保形涂层(3Dconformalgrapheneoxidenanosheetcoating,GOn),并将其重复使用玻璃纤维隔板(glassfiberseparator)的织物结构内,使锂离子需要在该结构内灵活性移动,同时诱导锂晶枝的构成。其研究成果公布在期刊《先进设备功能材料》(AdvancedFunctionalMaterials)中,声称锂金属电池阳极的使用寿命及稳定性获得了“明显提高(remarkablyenhanced)”。由头算数分子动力学(Abinitiomoleculardynamics,AIMD)仿真结果表明,锂离子最初将被内亲锂(lithiophilicGOn)吸取,然后通过病变空位(缺位,defectsites)蔓延,从而延后锂(离子)迁入(Litransfer),目的避免“末端效应(tipeffect)”,避免分解均匀分布锂温度梯度(homogeneousLinucleation)。

同时,在AIMD仿真期间,碳碳键(C—Cbonds)的裂痕将创立更好的途径,减缓锂离子传输的速度。此外,相场建模(phase-fieldmodeling)证明,若GOn机械刚性涂层的缺失尺寸(defectsize)正处于适合值时——大于25纳米,可制止锂的各向异性生长(anisotropicgrowth)。该研究团队回应,相比于使用2D材料来诱导锂晶枝,其研究毫无疑问迈向了一大步。

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该项研究取得了美国国家科学基金会(NationalScienceFoundation)许可的DMR-1620901及美国能源部许可的DE-EE0007766资金补助金。


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