AFM：稳定锂金属负极的N，O共掺杂碳纳米片阵列

2023年11月7日上午9:34 • 头条, 干货, 顶刊 • 阅读 2

锂金属负极在下一代高能电池方面有着巨大的潜力。然而，锂金属电镀/剥离过程中的低库仑效率(CE)和枝晶生长导致其循环寿命较短，阻碍了其在实际应用中的应用。

近日，加拿大阿尔伯塔大学Xiaolei Wang等人在材料研究顶级期刊Adv. Funct. Mater.上发表了题为”N, O-Codoped Carbon Nanosheet Array Enabling Stable Lithium Metal Anode”的研究性论文。

NOCA@Cu箔的合成与表征

作者在铜箔(NOCA@Cu)上构建了氮、氧共掺杂的垂直碳纳米片阵列，通过聚合物界面自组装和保持形貌的热解，有效地改善了CE，抑制了Li枝晶。

在碳酸盐或醚电解质中的不同底物上的Li沉积脱出测试

由于具有丰富的亲锂杂原子掺杂的众多垂直多孔通道，三维结构的NOCA@Cu基质能够以可控的方式引导锂的成核和生长，从而在碳酸盐和乙醚电解液中获得高CE和长生命周期的无枝晶Li沉积，超过水平碳涂层Cu和纯Cu基质。

有限元模拟进一步揭示了垂直碳阵列的结构功能，它不仅可以在纳米阵列构建的受限空间中指导电镀锂，而且可以均匀地分布在三维电极上的离子浓度和电场。

锂沉积形貌

N, O-Codoped Carbon Nanosheet Array Enabling Stable Lithium Metal Anode(Adv. Funct. Mater., 2021, DOI: 10.1002/adfm.202102354)

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