涂江平EnSM：还原氧化石墨烯骨架原位生成Li3N/Li-Al合金优化超薄锂金属电极用于固态电池

Nanoyu

2022-05-05

优化锂金属负极的优化是推动下一代高能量密度固态锂电池（LMB）发展的关键。而锂负极在固态LMBs中的实际应用受到枝晶生长失控和与固体电解质界面接触不良的严重限制。

近日，浙江大学涂江平教授采用一种简便的非接触热辐射还原方法制备了三维薄层Li-AlN/rGO复合阳极，制备了高能量密度固体聚合物电解质LMBs。

文章要点

1）研究发现，AlN嵌入到rGO骨架中的亲锂位置不仅使Li沉积均匀，而且有助于循环过程中的负载。此外，熔融注锂后在体滞中形成的Li-Al合金和Li₃N连接了二维骨架，构成了锂离子快速传输的三维网络，而表面的Li₃N也是SEI的有利相。

2）得益于协同效应，这种LAG负极有效地抑制了枝晶的生长，并表现出令人印象深刻的电化学性能。LAG对称电池表现出优异的稳定性，在0.2 mA cm^-2/0.1 mAh cm^-2时，2400h的低电压滞后小于10 mV。此外，LAG||LFP全电池在0.2C循环200次后的可逆容量为136.6 mAh g^-1，具有良好的容量保持率(~86.3%)。同时，固态软包电池具有极高的安全性和柔性。

所提出的协同解决方案提供了一种很有希望应用于下一代高能量密度固态LMBs的改性锂负极。

参考文献

By Jiaqi Zhu , Dan Cai , Jingru Li , Xiuli Wang , Xinhui Xia , Changdong Gu , Jiangping Tu , In-situ generated Li3N/Li-Al alloy in reduced graphene oxide frame work optimizing ultra-thin lithium metal electrode for solid-state batteries, Energy Storage Materials (2022)

DOI：10.1016/j.ensm.2022.05.001

https://doi.org/10.1016/j.ensm.2022.05.001