anode de lithium métallique est déjà monnaie courante, avant que nous ayons à faire trop d'histoires d'anode en métal lithium, la recherche sur l'anode en lithium métallique peut essentiellement se résumer en une phrase « comment éviter dendrites de lithium » L'avantage de l'anode en lithium métallique Inutile de dire que la capacité spécifique de jusqu'à 3860mAh / g, la plate-forme de tension est -3.05V (vs électrode normale à hydrogène), peut être considéré comme un choix idéal pour le matériau d'électrode négative, mais l'anode de lithium métallique est également confronté à un problème très difficile - dendrites de lithium, qui est en métal métallurgique électrique dans un phénomène plus fréquent, la croissance de dendrites peut provoquer un court-circuit dans la batterie, ce qui entraîne de graves incidents de sécurité, et donc comment éviter la charge Li croissance dendritique est devenu le problème de base avec toutes les études de l'anode de lithium métallique.
Récemment MaohuiBai Northwestern University (premier auteur) et un procédé Keyu Xie (auteur) est réduit directement l'oxyde de graphène GO Li métal produit par la réduction d'une couche de la couche de graphite sur la surface métallique de Li, la présence de la couche de graphène peut être très bonne croissance inhibant Li dendrite tout en stabilisant le SEI augmenter l'efficacité faradique de l'encre, la présence de couches de graphène peut aussi être améliorée de manière significative la performance du taux de métal Li, les résultats expérimentaux montrent que les électrodes peuvent être à une densité de courant LiPF6-- 5mA / cm2 de solution électrolytique à base de carbonate de 1000 cycles, sans risque de court-circuit.
La figure montre un procédé de fabrication d'une électrode revêtement de graphène de lithium métallique négative, tout d'abord l'oxyde de graphène dispersé dans du tétrahydrofuranne (THF), puis mis dans la dispersion de métal lithium décrite ci-dessus, on peut observer la couleur de la solution progressivement transitions du brun au noir, ce qui indique la solution d'oxyde de graphène changeant progressivement la réduction de graphène, un dépôt réduit de graphène de surface du métal Li pour former une couche de protection par contrôle de la réaction dans le métal Li dispersion d'oxyde de graphène temps, l'électrode de lithium métallique négative peut contrôler efficacement l'épaisseur de la surface de la couche de graphène, de manière à obtenir la meilleure performance électrochimique.
Afin de vérifier le procédé décrit ci-dessus de préparation du métal Li Li capacité de croissance de dendrites de l'inhibition de l'électrode négative, Maohui Bai l'électrode négative de deux métaux Li préparé à partir du test de cycle cellulaire de pièces de monnaie figure a été réalisée à différentes densités de courant (résultats indiqués ci-dessous). anode en métal Li peut être vu sans les fluctuations importantes de tension de revêtement de graphène au cours du cycle, sensiblement moins de 100 ont subi significatif dans le cas d'un court-circuit, et le graphène à travers le revêtement métallique de l'électrode négative Li le cycle est un cycle de vie très stable est pas plus de 1000 fois plus apparent phénomène de court-circuit, ce qui est jusqu'à présent rapportée dans la solution électrolytique de base de carbonate de cycle de vie plus longue d'une anode en métal Li.
A partir des figures d et e suivantes, nous pouvons comparer la plate-forme de tension de l'anode métallique Li à différentes densités de courant, lorsque la densité de courant est de 1 mA / cm. 2Augmenter à 5mA / cm 2Aucun revêtement de graphène Li tension anode en métal augmente fortement à partir d'Internet à 54.3mV 449.2mV, tout en utilisant le revêtement de graphène protège électrode négative métal Li augmente de seulement 19.2mV 79.3mV, revêtements de graphène peuvent montrer importants Réduire la polarisation de l'électrode métallique Li négative.
La raison pour laquelle le revêtement de graphite améliore les performances de cycle de l'anode métallique Li peut être obtenue à partir de l'analyse EIS par comparaison à 1 mA / cm. 21 cycle à une densité de courant de 100, 200 et 500 des résultats des tests de l'EIE, on trouve la couche de graphène Li métal surface d'électrode négative résistance du film SEI impédance Rf et à l'échange de charge RCT significativement plus faible que sans revêtement, et le cycle procédé de revêtement de graphène impédance d'électrode négative métallique Li protégé aussi significativement plus lente que la vitesse d'augmentation de l'électrode négative en métal Li ordinaire, a montré une anode en métal de revêtement de graphène Li peut aider à former un film SEI plus stable, le cycle lent pellicule SEI Croissance
La surface de l'électrode de lithium métallique négative après le cycle d'extraction, non graphène de revêtement protecteur électrode négative Li métallique devient très rugueuse (ci-après B), et cultivées dans un lot de Li dendrites. Graphène revêtement protège le métal Li encore surface de l'électrode négative est très lisse (ci-après C), aucune croissance manifeste n'a été observée dans métallique Li dendrite. à partir du côté de la section d'électrode peut être vu, le métal commun Li couche de surface de l'électrode négative après le cycle devient très L'épaisseur du film SEI à la surface de l'électrode métallique Li avec une protection de graphène n'était que de 13 um après 40 cycles, montrant une très bonne stabilité. .
Afin de vérifier la praticabilité des électrodes ci-dessus, Maohui Bai utilise également LiFePO. 4Comme l'électrode positive, métal Li ou couche Li graphène protège le métal en tant que test de cellule pleine électrochimique électrode négative fabriquée à partir d'un nous pouvons voir figures après 300 cycles à travers le revêtement protège la capacité de la batterie en utilisant l'électrode négative Li métallisé à peine baisse vers le bas, tandis que l'électrode négative en métal Li ordinaire de la capacité de la batterie est tombée à 69% d'atténuation de la capacité initiale, les revêtements de graphène peuvent montrer une amélioration significative des caractéristiques du cycle de l'électrode négative de métal Li grossissement. à partir des résultats d'essai on peut le voir sur la figure b, La batterie anode en Li métallique revêtue de graphène a une capacité de décharge significativement plus élevée à grande vitesse que la batterie anode Li en métal ordinaire, ce qui indique que le revêtement de graphène est également utile pour améliorer les performances de la batterie.
Maohui développement Bai de revêtement de graphène protège le métal Li anode Li bien inhibe la croissance des dendrites, de sorte que l'anode métallique Li peut être recyclé plus de 1000 fois sans l'apparition d'un court-circuit, tandis que la présence de l'anode métallique de revêtement de graphène Li peut également améliorer la stabilité structurelle du film de surface SEI, le rendement faradique de la cellule afin d'améliorer et d'améliorer le taux de rétention de la capacité de cycle long terme de la batterie. le plus important, ce procédé présente le potentiel pour des applications à grande échelle, le procédé de dépôt de graphène peut utiliser un procédé de pulvérisation, Cela améliore grandement l'efficacité de la production, rendant cette technologie extrêmement pratique.
