华人最新Nature: 定量锂金属电池中的非活性锂成分

【引言】

锂金属负极通常能够提供较高的理论容量（可达约3860mAh/g），但是基于此类负极的可充电电池常常会出现枝晶生长以及低库仑效率的问题，对其商品化发展造成困难。一般认为，通过消耗电解质和活性锂金属的固体电解质界面（SEI）连续修复过程是造成库仑效率降低的重要原因。然而，定量研究因形成SEI而造成的容量损失到目前为止还鲜有报道，阻碍着对容量衰减机制的深入研究。

【成果简介】

美国加州大学圣地亚哥分校的孟颖（Ying Shirley Meng）（通讯作者）等人基于气相色谱建立了定量非反应金属Li⁰的方法。通过定量分析，文章验证了非反应金属Li⁰才是非活性锂的主要来源和容量衰减的主要原因，而非在SEI中电化学形成的Li⁺。在低温电子显微镜的帮助下，研究人员将对反应金属Li⁰局部微纳结构的观测和其含量进行联合分析，建立恶非活性锂在不同类型电解质中的形成机制，并且确定了锂金属负极在充放电过程中出现低库伦效率的原因。该文章认为，通过建立上述定量观测方法，可以为锂金属负极的进一步发展奠定基础。2019年08月21日，相关成果以题为“Quantifying inactive lithium in lithium metal batteries”的文章在线发表在Nature上。

【图文导读】

图1 定量区分非活性锂

图2 低温电镜下的非活性锂微结构

图3低温电镜下的非活性锂纳结构

图4非活性锂形成机制

文献链接：Quantifying inactive lithium in lithium metal batteries（Nature, 2019, DOI: 10.1038/s41586-019-1481-z）

本文由材料人学术组NanoCJ供稿。

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