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Oxygen vacancies with localized electrons direct a functionalized separator toward dendrite-free and high loading LiFePO_(4)for lithium metal batteries

引用

Journal of Energy Chemistry 2022年第12期75卷 38-45,I0002页

作者： Qi An Qing Liu Shimin Wang Lixiang Liu Han Wang Yongjiang Sun Lingyan Duan Genfu Zhao Hong Guo School of Materials and Energy Yunnan UniversityNo.2Green Lake North RoadKunming 650091YunnanChina Institute for Integrative Nanosciences Leibniz IFW DresdenHelmholtzstraße 2001069 DresdenGermany

The pursuit of high energy density has promoted the development of high-performance lithium metal batteries(LMBs).However,the underestimated but non-negligible dendrites of Li anode have been observed to shorten battery lifespan.Herein,a composite separator(TiO_(2-x)@PP),in which TiO_(2)with electron-localized oxygen vacancies(TiO_(2-x))is coated on a commercial PP separator,is fabricated to homogenize lithium ion transport and stabilize the lithium anode interface.With the utilization of TiO_(2-x)@PP separators,the symmetric lithium metal battery displays enhanced cycle stability over 800 h under a high current density of 8 m A cm^(-2).Moreover,the LMBs assembled with high-loading LiFePO_(4)(9.24 mg cm^(-2))deliver a stable cycling performance over 900 cycles at a rate of 0.5 C.Comprehensive theoretical studies based on density functional theory(DFT)further unveil the mechanism.The favorable TiO_(2-x)is beneficial for facilitating fast Li+migration and impeding anions transfer.In addressing the Li dendrite issues,the use of TiO_(2-x)@PP separator potentially provides a facile and attractive strategy for designing well-performing LMBs,which are expected to meet the application requirements of rechargeable batteries.

关键词： Oxygen vacancy ionic transport regulation Dendrite-free Localized electrons High loading

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