预锂化是提高锂离子电池能量密度和循环寿命的一种方法,而薄锂箔石墨阳极的接触预锂化技术是一种极具潜力的技术。然而,生产5μm以下的薄锂箔极具挑战性,并且其难以实现与锂金属的精确预硫化。此外,纯薄Li箔存在诸如低锂利用率、碎片形成和可扩展性问题等缺点。为了应对这些挑战,麻省理工学院李巨、华中科技大学Huang Yunhui、中国科学院Zhang Yongyi、同济大学Wang Chao开发了一种简单的刮刀方法,将熔融的锂浇铸到碳纳米管(CNT)膜上,从而形成薄而超轻的Li-CNT膜。
本文要点:
1) 锂化引起CNT膜的亲锂性增加使得熔融锂能够均匀地浇铸到其表面上。该方法通过控制铸造锂的量,实现了0.1至1.12 mAh cm−2或更高范围的可调节锂容量。由于其特殊的导电网络、多孔结构和亲电解质性质,Li-CNT膜具有高比容量和近100%的锂利用率,这有助于电子和锂离子的有效传输。
2) 当其与约3.3 mAh cm−2的商用LFP电极配对时,Li-CNT膜将LFP||Gr全电池的初始库仑效率从89%提高到100%,完全补偿了由固体电解质界面形成而引起的活性锂离子损失。此外,Li-CNT薄膜具有优异的机械性能,使其更有利于锂离子电池实际应用。
Chao Wang et.al Large-Area Lithium Metal-Carbon Nanotube Film for Precise Contact Prelithiation in Lithium-ion Batteries EES 2023
DOI: 10.1039/D3EE01725G
https://doi.org/10.1039/D3EE01725G