Skalierbare Produktion von dünnen und langlebigen praktischen Li-Metall-Anoden für Hochenergiedichte-Batterien

Zusammenfassung Die Nutzung von dünnem Li-Metall ist der ultimative Weg zur Erreichung praktischer Hochenergiedichte-Li-Metall-Batterien (LMBs), aber deren praktische Umsetzung wurde durch erhebliche Herausforderungen wie schlechte Verarbeitbarkeit, schwere Interphaseninstabilität und berüchtigtes dendritisches Li-Wachstum erheblich behindert. Hier berichten wir über eine praktische dünne (10–40 μm) Li/Mo/Li2Se mit gleichzeitig modulierten Interphasen- und mechanischen Eigenschaften, die durch einen skalierbaren mechanischen Walzprozess erreicht wurde. Das in situ erzeugte Li2Se und Mo erhöhen nicht nur die mechanische Festigkeit, die die skalierbare Herstellung von dünnem Li-Metall ermöglicht, sondern fördern auch die homogene Li-Elektrodeposition. Bemerkenswerterweise zeigt die Li/Mo/Li2Se eine ultrahochgradige Leistung (15 mA cm−2) und eine ultralange Lebensdauer von 2700 Zyklen mit außergewöhnlicher Antiverpulverungsfähigkeit. Die Li|LiFePO4-Zellen zeigen eine erheblich verlängerte Zyklenstabilität über 1200 Zyklen mit einer ultraniedrigen Abbaurate von ~0,01 % pro Zyklus. Darüber hinaus bieten die Li|LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2-Beutelzellen eine verbesserte Zyklusstabilität, selbst unter den extrem harten Bedingungen eines niedrigen negativen zu positiven Kapazitätsverhältnisses (N/P) von ~1,2 und einem dünnen Elektrolyten von ~0,95 g Ah−1 mit einer außergewöhnlichen Energiedichte von 329,2 Wh kg−1. Diese Arbeit wirft Licht auf einen einfachen Weg zur skalierbaren Produktion von langlebigen dünnen Li-Metall-Anoden in Richtung zuverlässiger Praktikabilität.