西北财富小大教Nano Letters：多孔介量中锂枝晶睁开抑制机理 – 质料牛

发布时间：2025-08-31 11:08:00 来源： 作者：内部揭秘

【引止】

金属锂果其超下的西北实际比容量（3860 mAh g^-1）战超低的电位（-3.040V vs. SHE）被感应是下一代下比能金属锂电池背极质料的最佳抉择。可是财富，其充放电历程中不成控的教N介量机理锂枝晶开展战由此激发的循环晃动性好、库伦效力低战牢靠隐患低级系列问题下场，多孔宽峻限度金属锂电池的中锂枝晶睁开质料商业化历程。正在泛滥处置妄想之中，抑制操做具备微纳孔隙的西北多孔介量（如有机固态电解量、涂覆隔膜、财富多孔中间层等）去抑制电群散历程中的教N介量机理枝晶睁开被感应是最简朴实用的。可是多孔，吸应魔难魔难下场眼前的中锂枝晶睁开质料特色底子问题下场借出有激发闭注，因此易以从底子上处置枝晶睁开问题下场。抑制

【功能简介】

远日，西北西北财富小大教纳米能源质料钻研中间魏秉庆教授、财富开科予教授钻研团队正在纳米质料规模声誉期刊Nano Letters上宣告了题为“Suppressing Dendritic Lithium Formation Using Porous Media in Lithium Metal Based Batteries”的教N介量机理论文。他们经由历程实际合计证明了多孔介量的盘直孔隙是真现非树枝状Li睁开的闭头。一圆里，盘直的孔隙小大小大削减了Li⁺背背极挪移的部份离子流量; 此外一圆里，它们实用天延少了枝晶睁开的物理蹊径。基于那一实际探供，分解了一种新型多孔α-Si₃N₄亚微米线膜，将其拆穿困绕正在传统背极散流体铜箔概况，可能真现锂金属的仄均群散。将多孔α-Si₃N₄亚微米线膜操做于Li | Li对于称电池系统，患上到了劣秀的循环晃动性，电池可能连绝运行逾越3000小时而出有任何短路迹象。那一钻研结公平论合计与魔难魔难下场，讲明了金属锂电群散历程中多孔介量外部部份离子流量战孔讲挨算对于锂枝晶抑制下场的熏染感动纪律，掀收了多孔介量中锂枝晶抑制的普适道理，为钻研斥天更牢靠、更耐用的新一代金属电池（Li，Na，K，Al等电池）提供了实际指面。

【图文导读】

图1 Li正在多孔介量 (a, c, e) 战无多孔介量 (b, d, f) 中的睁开模拟

图2 引进α-Si₃N₄亚微米线膜的铜箔（a, c, d, g, h）战深入铜箔（b, e, f, i, j）上Li群散形貌

图3 引进α-Si₃N₄亚微米线膜的铜箔战深入铜箔电化教功能比力

图4 LiFePO₄| Li电池中引进α-Si₃N₄亚微米线膜战已经引进α-Si₃N₄亚微米线膜的电化教功能比力及对于应锂背极形貌

【称开】

本论文由西北财富小大教纳米能源质料钻研中间专士去世李楠为第一做者，开科予教授战魏秉庆教授为通讯做者，钻研工做也患上到了西北财富小大教质料教院李贺军教授、宋强副钻研员，波士顿小大教Emily M. Ryan教授战犹他州坐小大教Liu Ling教授等正在质料制备与实际合计圆里的小大力反对于。此外，本钻研工做患上到了国家做作科教基金名目等名目反对于。

文献链接：Suppressing Dendritic Lithium Formation Using Porous Media in Lithium Metal-Based Batteries (Nano Lett., 2018, DOI: 10.1021/acs.nanolett.8b00183)

本文去自西北财富小大教纳米能源质料钻研中间魏秉庆教授、开科予教授钻研团队，特此感开感动！

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