編號：CYYJ01683
篇名：三維大孔/介孔碳-碳化鈦復(fù)合材料用于無枝晶鋰金屬負(fù)極
作者：張威1,2 梁海琛1 朱科潤1 田泳1 劉瑤1 陳佳音1 李偉1
關(guān)鍵詞： 鋰金屬負(fù)極 大孔/介孔復(fù)合結(jié)構(gòu) 碳化鈦 鋰枝晶
機(jī)構(gòu)： 1. 復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系2. 珠海復(fù)旦創(chuàng)新研究院
摘要： 金屬鋰具有超高的理論容量(3860 mAh·g-1)和低氧化還原電位（-3.04 Vvs.標(biāo)準(zhǔn)氫電極），是極具吸引力的下一代高能量密度電池的負(fù)極材料。然而，循環(huán)過程中的體積膨脹、鋰枝晶生長和“死鋰”等問題嚴(yán)重的限制了其實際應(yīng)用。合理設(shè)計三維骨架調(diào)控金屬鋰的成核行為是抑制鋰枝晶生長的有效策略。本文中，我們發(fā)展了一種“軟硬雙模板”的方法合成了兼具大孔和介孔的三維碳-碳化鈦（Three-dimensional macro-/mesoporous C-TiC，表示為3DMM-C-TiC）復(fù)合材料。多級孔道為金屬鋰的沉積提供了足夠的空間，緩沖充放電中巨大的體積變化。此外，TiC的引入顯著增強(qiáng)多孔骨架的導(dǎo)電性，改善鋰金屬的成核行為，促進(jìn)金屬鋰的均勻成核和沉積，抑制鋰枝晶生長。3DMM-C-TiC||Li電池測試表明，在循環(huán)300圈以后，庫倫效率仍保持在98%以上。此外，所得材料與LiFePO4（LFP）組成的全電池也表現(xiàn)出優(yōu)異的倍率和循環(huán)性能。本工作為無枝晶鋰金屬負(fù)極的設(shè)計提供了新的思路。
