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可逆鋰（Li）電鍍/剝離對于構(gòu)建基于鋰金屬化學(xué)的實(shí)用高能量密度電池至關(guān)重要，不幸的是，這仍然是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

在此，北京理工大學(xué)黃佳琦教授等人提供了一個(gè)可行的范例，通過仔細(xì)設(shè)計(jì)界面來獲得高度可逆的鋰金屬負(fù)極。

作者在高度相容的低極性溶劑2-甲基四氫呋喃中，通過合理調(diào)節(jié)Li⁺?陰離子配位結(jié)構(gòu)，在相當(dāng)苛刻的條件下，由成核調(diào)制過程輔助的鍍鋰/剝離提供了非常高的平均庫侖效率（在1.0 mA cm^-2、3.0 mAh cm^-2和3.0 mA cm^-2、3.0 mAh cm^-2下，分別為99.7%和99.5%）。

圖1. 調(diào)節(jié)初始鋰成核/生長和SEI形成的成核調(diào)制

這種極其可逆的循環(huán)在根本上與在定制條件下的扁平化的Li沉積和最小化的SEI界面的生成/重構(gòu)相關(guān)，這顯著地抑制了連續(xù)循環(huán)中的死鋰（每個(gè)循環(huán)0.0120 mAh）和SEI-Li⁺（每個(gè)循環(huán)0.0191 mAh）的生長速率。

因此，得益于高效的鋰電鍍/剝離方式，組裝的無鋰金屬負(fù)極 Cu|LiFePO₄ (LFP) 紐扣電池和軟包電池在150次循環(huán)后仍分別表現(xiàn)出令人印象深刻的43.8%和41.6% 的容量保持率。這項(xiàng)工作為高效鋰負(fù)極的目標(biāo)界面設(shè)計(jì)提供了指導(dǎo)，旨在為高能量密度鋰金屬電池的實(shí)際應(yīng)用鋪平道路。

圖2. Li|LFP和Cu|LFP全電池的電化學(xué)性能

Designing and Demystifying the Lithium Metal Interface toward Highly Reversible Batteries, Advanced Materials 2021. DOI: 10.1002/adma.202105962

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北理工黃佳琦AM：設(shè)計(jì)和揭秘面向高度可逆電池的鋰金屬界面

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