原文链接:https://doi.org/10.1021/acsnano.8b09301
10、SCIENCE ADVANCES| Composite lithium electrode with mesoscale skeleton via simple mechanical deformation(通过简单的机械变形获得具有中尺度骨架的复合锂电极)
基于锂金属的电池由于高能量密度而成为有吸引力的能量存储设备。但是,导致性能下降和安全问题的不受控制的枝晶生长和几乎无限的体积变化限制了它们的应用。在这里,研究者证明了具有离子导电中尺度骨架的复合锂金属电极可以通过局部降低电流密度来提高电化学性能。另外,由于在复合电极的三维电活性表面上苔藓状锂的侧向沉积,大大降低了短路的可能性。此外,在刚性和稳定支架的支撑下,电极体积只有轻微的变化。因此,该中尺度复合电极可以在高达 5mA / cm2 的高面电流密度下低极化稳定地循环 200 次。最吸引人的是,所提出的制造工艺仅涉及简单的机械变形,具有可扩展性和成本效益,为开发高性能和长寿命的锂阳极提供了新的策略。
原文链接:https://advances.sciencemag.org/content/5/3/eaau5655
11、Nano Energy| Surface-engineered mesoporous silicon microparticles as high-Coulombic efficiency anodes for lithium-ion batteries(表面工程介孔硅微粒作为锂离子电池的高库仑效率阳极)
高容量的硅阳极由于体积膨胀大而导致容量迅速下降,这会导致机械断裂、电接触损耗和不稳定的固体电解质界面(SEI)。在过去的十年中,纳米结构已被证明可以有效解决这些问题。 然而,诸如表面积增加导致的初始库仑效率低等新问题仍未解决。在这里,研究者通过在每个介孔硅微粒上沉积致密的硅皮并进一步用保形石墨烯笼罩起来,开发了一种表面工程策略,从而提高了初始和后期的库仑效率。硅皮降低了不利的电解质/电极接触面积,并使 SEI 的形成最小化,导致初始库仑效率超过了没有硅皮涂层的两倍。石墨烯笼与介孔硅的内部空隙相结合,可以进行硅膨胀,从而保证结构完整性和 SEI 稳定性,从而实现较高的后期库仑效率(后期循环的库伦效率为99.8-100%)和出色的循环稳定性。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2019.04.070
12、Nature Energy| Improving cyclability of Li metal batteries at elevated temperatures and its origin revealed by cryo-electron microscopy(冷冻电子显微镜显示高温下锂金属电池改善的可循环性及其原因)
长期以来,锂离子电池的应用一直限于接近室温的狭窄温度范围。在高温下,由于副反应增强,循环降解加速,特别是当使用高反应活性的锂金属作为阳极时。在这里,研究者展示了在高温下运行的锂金属电池中增强的性能。在 60 ℃ 的乙醚基电解液中,平均库仑效率为 99.3 %,达到 300 多次稳定循环,但在 20 ℃ 时,库仑效率在 75 次循环内急剧下降,平均库仑效率为 90.2 %。低温电子显微镜揭示了在 60 °C 时出现的完全不同的固体电解质界面纳米结构,该结构保持机械稳定性,抑制连续副反应并确保良好的循环稳定性和低电化学阻抗。此外,在高温下生长的较大的锂颗粒会减小电解质/电极的界面面积,从而减少每周期的锂损失并实现更高的库仑效率。
原文链接:https://doi.org/10.1038/s41560-019-0413-3
13、Angewandte Chemie| Temperature‐Dependent Nucleation and Growth of Dendrite‐Free Lithium Metal Anodes(无枝晶锂金属阳极的温度依赖性成核和生长)
为了提高锂金属阳极的电化学性能,开发一种简便有效的方法是非常必要的。在这里,研究者探索了温度依赖性的 Li 成核和生长行为,并通过将温度从室温(20 °C)升高到 60 °C 来构建无枝晶的 Li 金属阳极。一系列的非原位/原位显微镜研究表明,随着 Li 沉积温度的升高,Li 金属的核尺寸变大,成核密度变小,生长致密。揭示了高温下非质子电解质中增强的亲锂性和增加的 Li 离子扩散系数是促成无枝晶 Li 生长行为的重要因素。作为半电池和全电池中的阳极,具有最小比表面积的致密沉积 Li 可以实现高库仑效率和在 60 °C 的长循环稳定性。