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Hard-carbon hybrid Li-ion/metal anode enabled by preferred mesoporous uniform lithium growth mechanism

Journal of Energy Chemistry 2024年第1期88卷 252-259,I0006页

作者： Fang Yan Yan Liu Yuan Li Yan Wang zicen deng Meng Li Zhenwei Zhu Aohan Zhou Ting Li Jingyi Qiu Gaoping Cao Shaobo Huang Biyan Wang Hao Zhang School of Chemistry and Biological Engineering University of Science and TechnologyBeijing 100083China Research Institute of Chemical Defense Beijing 100191China College of Physics and Engineering Henan University of Science and TechnologyLuoyang 471023HenanChina National Base for International Science&Technology Cooperation School of ChemistryXiangtan UniversityXiangtan 411105HunanChina Materials and Manufacturing Department Beijing University of TechnologyBeijing 100124China

To achieve high energy density in lithium batteries,the construction of lithium-ion/metal hybrid anodes is a promising *** particular,because of the anisotropy of graphite,hybrid anode formed by graphite/Li metal has low transport kinetics and is easy to causes the growth of lithium dendrites and accumulation of dead Li,which seriously affects the cycle life of batteries and even causes safety ***,by comparing graphite with two types of hard carbon,it was found that hybrid anode formed by hard carbon and lithium metal,possessing more disordered mesoporous structure and lithophilic groups,presents better *** indicate that the mesoporous structure provides abundant active site and storage space for dead *** the synergistic effect of this structure and lithophilic functional groups(–COOH),the reversibility of hard carbon/lithium metal hybrid anode is maintained,promoting uniform deposition of lithium metal and alleviating formation of lithium *** hybrid anode maintains a 99.5%Coulombic efficiency(CE)after 260 cycles at a specific capacity of 500 m Ah/*** work provides new insights into the hybrid anodes formed by carbon-based materials and lithium metal with high specific energy and fast charging ability.

关键词： Hard carbon/Li metal hybrid anode Mesoporous structure Surface oxygen functional group Fast charging Lithium batteries

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