Litio metallo anodo è già all'ordine del giorno, prima di avere a che fare storie troppo litio metallo anodo, la ricerca sul litio anodo metallico in fondo può essere riassunta in una frase 'come evitare dendriti Lithium' Il vantaggio di litio anodo metallico Inutile dire, la capacità specifica di fino a 3860mAh / g, piattaforma tensione è -3.05V (vs elettrodo standard a idrogeno), si può dire di essere una scelta ideale per il materiale di elettrodo negativo, ma l'anodo di litio metallico è anche affrontare un problema molto difficile - dendrite litio, che è in metallo metallurgico elettrica in un fenomeno più comune, crescita dendritica può causare un corto circuito all'interno della batteria, con conseguente gravi incidenti di sicurezza, e quindi come evitare la carica Li crescita dendritica diventato Il problema principale di tutta la ricerca sugli anodi di litio in metallo.
Recentemente MaohuiBai Northwestern University (primo autore) e il metodo Keyu Xie (autore) è ridotto direttamente ossido di grafene GO Li metallo generata dalla riduzione di uno strato dello strato di grafite sulla superficie del metallo di Li, la presenza dello strato di grafene può essere molto buona crescita inibendo Li dendrite pur stabilizzando il SEI aumentare l'efficienza coulombic dell'inchiostro, la presenza di strati di grafene può essere migliorata significativamente le prestazioni tasso di Li metallo, i risultati sperimentali mostrano che gli elettrodi possono essere ad una densità di corrente LiPF6-- 5mA / cm2 L'elettrolita carbonato viene fatto circolare 1000 volte senza cortocircuito.
La figura mostra un processo di fabbricazione di un rivestimento di grafene litio metallico di elettrodo negativo, primo ossido grafene dispersa in tetraidrofurano (THF), e introdurla nella dispersione litio metallico sopra descritto, si può osservare il colore della soluzione gradualmente transizioni da marrone al nero, indicando la soluzione di ossido di grafene cambiare gradualmente la riduzione di grafene, ridotta deposizione grafene della superficie metallica Li per formare uno strato protettivo controllando la reazione nella dispersione di ossido di grafene metallo Li tempo, litio metallico elettrodo negativo può controllare efficacemente lo spessore della superficie dello strato di grafene, in modo da ottenere le migliori prestazioni elettrochimiche.
Al fine di verificare il processo di preparazione del metallo Li Li capacità di crescita dendritica dell'inibizione elettrodo negativo sopra descritto, Maohui Bai l'elettrodo due Li metallo negativo preparato come dalla figura prova ciclo cellulare moneta fu eseguita a differenti densità di corrente (risultati mostrati di seguito). Li metallo anodo può essere visto senza il rivestimento grafene ampie fluttuazioni di tensione in bicicletta, sostanzialmente meno di 100 sono stati sottoposti significativo nel caso di un corto circuito, e il grafene attraverso il rivestimento metallico dell'elettrodo negativo Li ciclo è un ciclo di vita molto stabile è non più di 1000 volte il fenomeno di cortocircuito apparente, che è finora riportato nella soluzione elettrolitica carbonato basata LiPF6-- ciclo di vita più lunga di un anodo di metallo Li.
Abbiamo confrontato il plateau metallo tensione anodica Li possono essere trovate dalla figura d, e in differenti densità di corrente, la densità di corrente da 1mA / cm 2Fino a 5 mA / cm 2Senza rivestimento grafene Li metallo anodo tensione aumenta bruscamente da internet a 54.3mV 449.2mV, mentre utilizzando il rivestimento grafene protegge Li metallo aumenta elettrodo negativo da solo 19.2mV 79.3mV, rivestimenti grafene possono mostrare significativa Li metallo elettrodo negativo diminuisce polarizzazione.
Provoca rivestimento metallico Li elettrodo negativo grafite per migliorare le prestazioni del ciclo può essere ottenuto dall'analisi EIS, invece 1mA / cm 21 ciclo a una densità di corrente di 100, 200 e 500 dei risultati del test EIS, troviamo il rivestimento grafene Li metallo superficie dell'elettrodo negativo SEI resistenza del film Rf e carica impedenza scambio RCT significativamente inferiore senza rivestimento, e il ciclo grafene processo di rivestimento protetta Li metallo impedenza dell'elettrodo negativo anche significativamente inferiore alla velocità di aumento della normale Li metallo elettrodo negativo, ha mostrato un rivestimento grafene Li metallo anodo può contribuire a formare un film più stabile SEI, ciclo lento pellicola SEI la crescita.
L'anodo di litio di metallo riciclato viene estratto e la superficie dell'elettrodo dell'anodo di metallo Li senza il rivestimento di grafene è molto ruvida (figura b) e vengono generati molti dendriti di Li. Il metallo con protezione del rivestimento di grafene Li ancora superficie di elettrodo negativo è molto liscia (sotto C), senza evidente crescita è stata osservata in metallico Li dendrite. dal lato della sezione dell'elettrodo può essere visto, Common Li metallo strato superficiale dell'elettrodo negativo dopo il ciclo diventa molto Sparse porose, lo spessore ha raggiunto 54um dopo 40 cicli, la variazione di spessore ha raggiunto il 170% Lo spessore del film SEI sulla superficie del metallo L'elettrodo negativo con protezione grafene era solo 13um dopo 40 cicli, mostrando una stabilità molto buona. .
Al fine di verificare la praticità degli elettrodi di cui sopra, Maohui Bai utilizza anche LiFePO. 4Come elettrodo positivo, Li metallo o strato grafene Li protegge il metallo come un elettrodo negativo fabbricato prova cella elettrochimica completa, da una possiamo vedere figure dopo 300 cicli attraverso il rivestimento protegge la capacità della batteria utilizzando metallico Li elettrodo negativo difficilmente Decadimento e capacità della batteria dell'elettrodo Li negativo del metallo ordinario ridotto al 69% della capacità iniziale, a indicare che il rivestimento di grafene può migliorare significativamente le prestazioni del ciclo dell'elettrodo Li negativo metallico. Dai risultati del test di ingrandimento nella Figura b sottostante, si può notare che La batteria anodica in metallo rivestita di grafene ha una capacità di scarica significativamente maggiore a una velocità maggiore rispetto alla batteria di anodo Li in metallo, il che indica che il rivestimento di grafene è anche utile per migliorare le prestazioni della frequenza della batteria.
sviluppo Maohui Bai di rivestimento grafene protegge il metallo Li anodo Li ben inibisce la crescita di dendriti, in modo che il metallo anodo Li può essere riciclato più di 1000 volte senza la presenza di un corto circuito, mentre la presenza del rivestimento grafene Li anodo di metallo può anche migliorare stabilità strutturale della pellicola superficiale SEI, l'efficienza coulombiane della cella per aumentare e migliorare il grado di ritenzione capacità di ciclo a lungo termine della batteria. più importante, questo processo ha il potenziale per applicazioni su larga scala, il processo di deposizione grafene può usare un metodo di polverizzazione, Migliorando notevolmente l'efficienza produttiva, rendendo questa tecnologia estremamente pratica.
