张强Angew：具有三碘化锂/碘化锂氧化还原对的失活锂回收助力实用型锂金属电池

Nanoyu

2021-08-20

高能量密度锂（Li）金属电池由于表面上无活性锂积累而具有较短的寿命，并伴随着电解液和活性锂的消耗，导致严重恶化的电池循环性能。

基于此，清华大学张强教授报道了在引入碘化锡（SnI₄）引发的可逆I₃^-/I^-氧化还原对的基础上，提出了一种失活锂回收策略。

文章要点

1）I₃^-作为清除剂将失活Li转化为可溶性LiI。随后，LiI扩散到正极侧，并被脱锂的正极氧化，进而实现正极的锂化。正极中的Li离子可以在后续的电化学过程中重复使用，而I₃^-则被再生并进行连续的失活Li的回收。此外，冷冻电镜结果显示在电池循环过程中，金属Li还原了Sn，从而牺牲性地分散了I₃^-对活性Li层的腐蚀。

2）实验结果显示，通过这种失活锂回收策略，在实际工作条件下（3.0 mA cm^-2，3.0 mAh cm^-2），半电池可稳定运行120次，库仑效率（CE）达到98.7%。此外，以LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂（NCM523，3.2 mAh cm^-2）为负极，低的正负极面容量比（N/P=3.1）的全电池寿命到达了197次循环。

这项研究为延长实用型锂金属电池的使用寿命，提出了一种创造性的失活锂回收的解决方案。

参考文献

Cheng-Bin Jin, et al, Reclaiming Inactive Lithium with a Triiodide/Iodide Redox Couple for Practical Lithium Metal Batteries, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI：10.1002/anie.202110589

https://doi.org/10.1002/anie.202110589