模拟导弹制导约束系统实现锂全电池中锂金属的高效利用

• 作者: 周金秋 陆豪量 周希 季浩卿 孙雅雯 钱涛 晏成林
• 来源期刊: 中国科学:材料科学(英文版)
• 学科: 工学
• 关键词: 全电池 库伦效率 导弹制导 高能量密度 循环效率 金属锂 约束系统 碳酸酯
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 页码范围: 830-839
• 页数: 10页
• 分类号: TM9

摘要

金属锂的有效利用是实现锂金属全电池高安全性和高能量密度应用的关键.本文中,我们报道了一种仅含20%过量锂且可逆性和库仑效率显着提高的锂金属全电池.我们通过设计巧妙的模拟导弹制导约束系统(SMGCS),构建兼容的亲锂银位点和硝酸盐层来引导和限制锂的沉积.银位点充当有效的锂沉积位点,吸引锂离子,引导锂的初始成核.生成的硝酸盐层提供了有利于均匀限域且高容量锂沉积的界面环境,这在理论上已通过分子动力学(MD)模拟得到了验证.这两种优点相结合,实现了坚固且无枝晶的锂沉积以及含有极少量过量锂的锂金属全电池的应用.并且该锂金属在碳酸酯电解液中表现出优异的循环效率(300次以上的循环中库伦效率约99%),还可以在10 mA h cm^(-2)的高容量下进行深度循环.本文中锂金属前所未有的高利用率为未来高效锂金属全电池的发展开辟了一条新的道路.