SCMs：无枝晶锂金属负极：3D亲锂Cu@Sn纳米锥集流体

来源：中国科学材料

锂在集流体上的不均匀沉积将导致严重的枝晶生长和体积膨胀等问题，传统的商业化泡沫铜集流体由于具有较大的体积和质量会降低电池的能量密度。近日，南开大学陶占良教授等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文，通过简单的电沉积方法制备了体积小、重量轻，具有亲锂性的3D Cu@Sn纳米锥集流体。从成核与沉积的角度出发，纳米锥结构与亲锂的锡纳米颗粒的协同作用促进了锂的均匀沉积，可有效地抑制锂枝晶的生长。组装的半电池在1 mA cm−2下经过100次循环后，库仑效率高达97.6%，锂对称电池在1 mA cm−2下可以稳定循环600 h。将沉积金属锂后的Cu@Sn/Li复合负极与LiFePO4组装的液态全电池在1 C倍率下，550个循环之后，容量保持率为95.1%。此外，Cu@Sn纳米锥集流体在固态电池Li/Cu@Sn|PVDF–HFP–5 wt% SiO2|LFP中也表现出优异的电化学性能，在1 C倍率下，500个循环之后，放电容量未发生衰减。