二维介孔聚吡咯-氧化石墨烯异质结助力高能量密度的无枝晶锂金属电池

原标题:二维介孔聚吡咯-氧化石墨烯异质结助力高能量密度的无枝晶锂金属电池

为了挑高电动汽车等储能设备的续航能力,开发高能量密度、功率密度和长循环寿命的锂金属电池成为现在周围的钻研炎点。然而,原由生成不均匀的锂枝晶和循环过程中的体积转折,锂金属电池面临着循环性能差、坦然性能矮等题目。所以,设计卓异的纳米组织来实现锂离子的均匀分布和传输至关主要,有助于实现无枝晶的锂金属电池。

鉴于此,中国科学院大连化学物理钻研所吴忠帅钻研员等人设计了一栽新式的介孔聚吡咯--氧化石墨烯二维异质组织,并将其用作双功能的锂离子再分配器来调节锂离子的逐步分布和锂沉积走为,从而获得了极其安详的无枝晶锂金属阳极。这项工行为今后构建高能量密度、长寿命锂金属电池的二维异质组织挑供了新的途径。

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文章亮点:

1.该二维异质组织由有弱点的氧化石墨烯(GO)纳米片夹在介孔聚吡咯层(mPPy)上形成。其中,mPPy上雄厚的介孔组织有助于促进锂离子的迅速传输,公司荣誉而有弱点的GO纳米片有助于实现均匀的锂离子分布,从而实现均匀分布的锂通量并有效降矮锂金属负极的电流密度。

2.得好于二维介孔mPPy层的锂离子纳米通道和GO纳米片的纳米筛的协同作用, mPPy-GO二维异质结电极外现出超长的循环安详性(1000次循环)和超矮的过电势(70 mV)。在0和50 ℃的温度和10 mA cm-2的高电流密度下,安详循环1000次(2000 h),库伦效果高达98%。

3.进一步将其与LiCoO2阴极拼装成全电池,mPPy-GO-Li / LiCoO2也外现出卓异的循环安详性,循环450次后,容量保持率大于90%。

参考文献:

Two‐Dimensional Mesoporous Polypyrrole‐Graphene Oxide Heterostructure as Dual‐Functional Ion Redistributor for Dendrite‐free Lithium Metal Anodes. Angew. Chem. Int. Ed.. 2020. DOI:10.1002/anie.202004284

原文链接:

https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.202004284

文章来源:高分子科学前沿

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