中南大學(xué)實現(xiàn)高度可逆的高壓鋰金屬電池

王昊昊　周雙

中南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授潘安強團隊將三維結(jié)構(gòu)設(shè)計與電解質(zhì)工程相結(jié)合，設(shè)計出一種電導(dǎo)梯度調(diào)節(jié)器（硝酸鋰改性電導(dǎo)梯度主體，LNO-CGH），這種電導(dǎo)梯度調(diào)節(jié)器能很好地控制鋰金屬在碳酸鹽電解質(zhì)中的沉積行為，從而實現(xiàn)高度可逆的高壓鋰金屬電池。相關(guān)成果近日發(fā)表于《儲能材料》。

潘安強團隊設(shè)計的LNO-CGH，包含具有過量硝酸鋰顆粒修飾的電介質(zhì)頂層和電導(dǎo)率向上衰減的碳納米纖維層。頂層可穩(wěn)定釋放硝酸鋰以形成堅固的富含氮化物的SEI，梯度導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)可引導(dǎo)鋰金屬自下而上沉積。得益于這種“一石二鳥”的設(shè)計，LNO-CGH電極的穩(wěn)定性顯著提高。

審稿人認(rèn)為，作者通過設(shè)計硝酸鋰改性的電導(dǎo)梯度主體來引導(dǎo)鋰金屬在酯類電解質(zhì)中自下而上沉積，這項工作十分有趣;四層LNO-CGH表現(xiàn)出垂直漸變的電導(dǎo)率，可誘導(dǎo)鋰金屬自下而上無枝晶沉積;具有過量硝酸鋰顆粒的電介質(zhì)頂層穩(wěn)定釋放出硝酸根，這可以改變界面化學(xué)并大大提高鋰負(fù)極的庫侖效率;當(dāng)將該設(shè)計應(yīng)用于實際鋰金屬電池時，即使在苛刻的條件下（N/P比為4）也能獲得很好的性能。