研究摘要

鋰金屬是一種非常有潛力的高能量密度可充電電池的負極材料。然而，鋰電鍍/剝離過程中發(fā)生的不利的枝晶生長與體積變化，限制了其實際的應(yīng)用。近日，先進輸電技術(shù)國家重點實驗室盛鵬教授、中科院化學(xué)所辛森研究員研究團隊在《Rare Metals》發(fā)表最新成果，通過一步水熱的方式制備一種硼（B）摻雜的3D層狀MXene Ti3C2Tx?作為鋰金屬負極的宿主。由于具有均勻的B摻雜，所制備的3D多層MXene納米片提供了更多的鋰金屬成核位點，因此，沉積的鋰金屬負極表現(xiàn)出又跌循環(huán)穩(wěn)定性與較高的庫倫效率。在使用相同宿主材料的情況下，與LiFePO4正極匹配的3D鋰負極所組成的鋰金屬電池，具有較長的循環(huán)壽命與優(yōu)異的電化學(xué)穩(wěn)定性。該工作為用于高性能鋰金屬負極宿主材料的合理化設(shè)計與成分調(diào)控啟發(fā)了新的思路。

圖文導(dǎo)讀

圖1.?Ti3C2Tx?與B摻雜Ti3C2Tx的物相表征與Li沉積/剝離過程示意圖。

圖2.?Ti3C2Tx?與B摻雜Ti3C2Tx的電化學(xué)性能測試。

圖3.?B摻雜Ti3C2Tx鋰電鍍過程示意圖基SEM圖像。

圖4.?基于所制備的B摻雜Ti3C2Tx鋰金屬負極所組裝的全電池電化學(xué)性能。

總結(jié)

以B摻雜Ti3C2Tx?3D骨架作為鋰金屬負極宿主，可實現(xiàn)穩(wěn)定且無枝晶的同步實現(xiàn)。所設(shè)計的MXene基負極在不同的測試條件下均可以保證良好的循環(huán)穩(wěn)定性。同時，基于B摻雜的3D MXene基鋰負極與LiFePO4正極所組裝而成的全電池器件表現(xiàn)出了相對優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性與倍率性能。為構(gòu)建穩(wěn)定的3D層狀鋰金屬負極與硼摻雜材料的應(yīng)用提供了新的思路。

本信息源自互聯(lián)網(wǎng)僅供學(xué)術(shù)交流 ，如有侵權(quán)請聯(lián)系我們立即刪除。