編號(hào)：CYYJ03016
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 梁海琛 朱科潤(rùn) 田泳 劉瑤 陳佳音 李偉
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)： 復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系 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 V vs.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(zhǎng)和“死鋰”等問題嚴(yán)重的限制了其實(shí)際應(yīng)用。合理設(shè)計(jì)三維骨架調(diào)控金屬鋰的成核行為是抑制鋰枝晶生長(zhǎng)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(jí)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(zhǎng)。3DMM-C-TiC||Li電池測(cè)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(jì)提供了新的思路。
