Hochleistungs-Lithium-Metall-Negativelektrode mit einer weichen und fließfähigen Polymerbeschichtung

Die zukünftige Entwicklung kostengünstiger, leistungsstarker Elektrofahrzeuge hängt vom Erfolg der Lithium-Ionen-Batterien der nächsten Generation mit höherer Energiedichte ab. Die Lithium-Metall-Negativelektrode ist entscheidend für die Anwendung dieser neuen Batterietechnologien. Die Probleme des Wachstums von Lithium-Dendriten und der niedrigen Coulomb-Effizienz haben sich jedoch als schwierige Herausforderungen erwiesen. Grundsätzlich resultieren diese beiden Probleme aus der Instabilität der Schicht der festen Elektrolyten-Grenzphase (SEI), die durch die großen Volumenänderungen während des Batteriebetriebs leicht beschädigt werden kann. In dieser Arbeit zeigen wir, dass beim Auftragen eines hochviskoelastischen Polymers auf die Lithium-Metallelektrode die Morphologie der Lithium-Niederschläge deutlich gleichmäßiger wurde. Bei einer hohen Stromdichte von 5 mA/cm² erhielten wir eine flache und dichte Lithium-Metallschicht, und wir beobachteten eine stabile Coulomb-Effizienz von ∼97%, die über mehr als 180 Zyklen bei einer Stromdichte von 1 mA/cm² aufrechterhalten wurde.