Les piles au lithium produiront des dendrites lors de leur utilisation.Les fractures dendritiques ne feront pas seulement diminuer la capacité de la pile, mais raccourciront également sa durée de vie.Il peut également percer le diaphragme pour court-circuiter la pile et causer la sécurité incendie. Le super-groupe a coopéré pour proposer une nouvelle stratégie d'optimisation permettant de résoudre ce problème: un support poreux tridimensionnel à base de graphène et de nanofils d'argent avec une structure à plusieurs étages a été préparé avec succès, et le lithium métallique a été supporté sous la forme d'un matériau d'anode composite, capable d'inhiber les dendrites de lithium. Les résultats de la recherche, publiés dans le dernier numéro de Advanced Materials, devraient permettre de prolonger de manière significative la durée de vie des batteries au lithium.
Ces dernières années, de nombreux pays dans le monde ont réalisé des avancées importantes dans la conception et la synthèse de matériaux d'anodes au lithium, mais ne peuvent toujours pas empêcher le problème des dendrites et de l'expansion du volume d'électrode du lithium métal sous une charge à forte densité de courant La vie, grande capacité 'libération rapide charge rapide' est toujours insurmontable.
"Le dépôt de lithium métallique dans un collecteur de courant poreux avec une structure de réseau tridimensionnelle pour construire un matériau d'anode composite de lithium métallique est l'un des moyens efficaces de résoudre les difficultés ci-dessus." Selon Liang Jiajie. Sur la base de cette compréhension, le groupe de recherche a d'abord proposé d'atteindre un courant ultra-élevé. La stratégie de sélection et d’optimisation de matériau de support tridimensionnelle à anode au lithium métal idéale pour la densité et le cycle de vie extrêmement long utilise le réseau tridimensionnel macroscopique en graphène comme squelette mécanique et le réseau bidimensionnel à nanofils d’argent comme structure conductrice, compatible avec la production industrielle à faible coût. Procédé de séchage à froid par revêtement, préparation de nanofils d'argent à structure en plusieurs étapes - support poreux tridimensionnel en graphène, et support de lithium métallique en tant que matériau d'anode composite à base de lithium métallique.
Après le test, la capacité spécifique du matériau d'anode composite au lithium métal peut atteindre 2573 mAh / g; lors du test de batterie symétrique, pour la première fois, elle est chargée et déchargée de manière répétée à une très haute densité de courant de 40 mAh / cm 2 pendant plus de 1000 semaines et un surpotentiel inférieur à 120 mV. En microscopie électronique, on peut constater que le porteur de structure tridimensionnelle à plusieurs niveaux peut inhiber avec succès la croissance des dendrites de lithium et le changement de volume de l'électrode dans l'anode en lithium métal, même dans les conditions cycliques de charge et de décharge de courant maximales.
