2022-06-21 10:53
据外媒报道，中国台湾中央大学（National Central University）的研究人员开发了一种由氟化石墨烯制成的双功能负极，可用于无枝晶、高效锂金属电池。
（图片来源：sciencedirect）
锂金属电池（LMBs）具有较高的能量密度，但是在循环过程中会出现枝晶生长和库仑效率低等问题。采用3D结构化集流体作为锂宿主，以及人工固态电解质界面（ASEI）层，被认为是提高负极性能的有效方法。
在此项研究中，研究人员开发了一种双功能涂层，通过在LMBs的工作电极上预沉积氟化电化学剥离石墨烯（F-ECG）作为改性剂，既起到了锂沉积宿主的作用，也能发挥ASEI的作用。石墨烯具有强大的物理强度和化学弹性，可提高LMBs的有效性。
所制备的涂层具有超强的界面和层间附着力，不仅可以防止碳基材料涂层中常出现的剥离问题，而且可防止充放电循环期间发生膨胀。此外，通过Li离子与F-ECG中的F物质的反应构建富LiF薄膜，这种薄膜表现出均匀的锂电镀/剥离，不会形成明显的枝晶。
与对照样品（原始ECG涂层铜）相比，ECG上的SEI包含的氟产物更少（电解质相互作用产生氟产物）。将这种负极材料用于燃料电池时，其在70次循环后保留了高达72%的容量。
使用F-ECG作为改性剂创建双功能涂层，可显着提高功能电极的长期耐用性，为制造高性能锂金属电池开辟了道路，从而促进其在电动汽车、消费电子产品和智能电器等设备中的应用。
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