赵金保教授课题组

研究前沿

通过放电状态下的静置化成使死锂得到恢复利用

与集流体以电子方式隔离的金属锂的积累(i-Li)是可充电锂金属电池(LMB)中大量容量损失的重要途径。先前的研究表明,在充电状态日历老化过程中,通过使锂和电解液之间的进一步反应,这种容量损失被进一步加剧。这些腐蚀反应会产生额外的副产物,如i-Li 和固体电解质界面(SEI),增加界面阻抗并导致进一步的容量损失。

       最近的研究表明,为了应对LMB容量损失,在以前被认为是不可逆转的LMB中容量被各种策略恢复。电化学策略包括使用高放电电流密度来促进i-Li与电极重联的动态空间迁移,化学策略包括使用碘氧化还原来释放在SEI和i-Li中捕获的Li,并利用聚合物涂层优先诱导锂离子还原为锂金属,以增加i-Li重联的可能性。此外,研究还表明,在间歇充电状态静置状态下形成的部分i-Li可以在随后的循环中重新连接。虽然间歇性静置的电池的平均循环性能仍然低于连续循环的电池,但这些结果有助于强调减少锂腐蚀的有害影响。

 作者发现i-Li的恢复是循环过程中的一个持续过程,可以通过在放电状态下的电池日历老化来增强。其中,大于100%的CE值和从放电状态静息后以混合循环方案运行的电池收集的TGC数据支持i-Li恢复现象。此外,原位光学显微镜技术证实了电化学和TGC数据,表明静置电池与非静置电池相比,有更大的Li恢复面积。通过放电状态日历老化增强i-Li恢复强调了循环方案的重要性及其对LMB性能的影响,这些发现有助于指导未来关于容量恢复技术的研究,并有助于推动LMBs走向广泛适应。




原文链接:https://doi.org/10.1038/s41586-023-06992-8

(汪飞)

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