中南纪效波/侯红帅EnSM：N, S共掺杂碳点作为稳定锂金属负极沉积的电解液添加剂

2023年10月27日上午10:34 • 头条, 干货, 顶刊 • 阅读 5

锂金属负极由于具有超高的理论比容量和最低的电化学势而被广泛研究。然而，锂离子的不均匀沉积容易加速锂枝晶的出现，这会阻碍锂金属电池的实际应用。

中南大学纪效波、侯红帅等人利用氮、硫共掺杂的碳点（N,S-CDs）作为沉积调节的电解液添加剂，以引导锂离子均匀沉积。

N,S-CDs在常规醚类电解液中分散良好，并且由于存在大量官能团而表现出亲锂性质。因此，在锂沉积过程中，N,S-CDs能够吸收周围的Li⁺并进一步与 Li⁺共沉积，从而形成均匀的锂沉积层。

正如预期的那样，在0.3 mg/mL N,S-CDs 的存在下，Li|Li对称电池在1.0和3.0 mA cm⁻²的电流密度下分别实现了1200 小时和300 小时的低极化长期循环稳定性。

图1 N,S-CDs对稳定锂金属负极的影响

同时，含和不含N,S-CDs的电池在Li-S全电池中的容量保持率存在明显差异。在1.0 C下循环200次后，N,S-CDs可以将Li-S全电池的容量从491显著提高到~600 mAh/g。

此外，值得注意的是，N,S-CDs 对稳定锂金属负极的有益作用也首次通过共聚焦激光扫描显微镜得到证实。

图2 Li|Li对称电池中Li⁺沉积的SEM图像

N, S-Codoped Carbon Dots as Deposition Regulating Electrolyte Additive for Stable Lithium Metal Anode. Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.08.008

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中南纪效波/侯红帅EnSM：N, S共掺杂碳点作为稳定锂金属负极沉积的电解液添加剂

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