近日，我院方晓亮副教授课题组和化学化工学院郑南峰教授课题组合作开发了一种用于构建高能量密度锂硫电池的锂金属负极。相关结果以“Robust Lithium Metal Anodes Realized by Lithiophilic 3D Porous Current Collectors for Constructing High-Energy Lithium-Sulfur Batteries”为题发表在国际期刊ACS Nano上（DOI: 10.1021/acsnano.9b0378）。
近年来，具有显著理论能量密度优势的Li-S电池受到了研究者的广泛关注。通过对载硫材料、电解液和隔膜的研究，Li-S电池正极的性能获得了快速提升，尤其是高硫负载正极。然而，锂枝晶生长问题一直阻碍着锂金属负极的发展，是Li-S电池应用的瓶颈。目前报道的锂金属负极在全电池中的面积容量通常低于3 mAh cm-2，远不能满足实际应用的需求。在高锂利用率的条件下，开发高面积容量锂金属负极与高硫负载正极配对，进而构建高能量密度Li-S电池仍存在着巨大的挑战。基于此，方晓亮副教授等开发了一种简便的后修饰策略来制备亲锂的三维多孔集流体。使用该集流体的锂金属负极在对称型电池测试中能够稳定循环1600 h，与碳/硫正极配对后可在较低的锂过量条件下循环1400次。使用该负极组装的高硫负载Li-S全电池展现出了高面积容量（9.84 mAh cm-2）和高Li利用率（82%）。该工作为提升Li-S电池的能量密度和稳定性提供了新机遇。
该研究工作得到了科技部、国家自然科学基金委和厦门大学校长基金的支持。材料学院王鸣生教授为文中的原位电镜测试提供重要的帮助。
论文连接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b03784
发布：2019年07月16日 11:42
点击量：