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Guided lithium nucleation and growth on lithiophilic tin-decorated copper substrate

Journal of Energy Chemistry 2022年第11期31卷 412-419,I0011页

作者： Lang Ye Chengyi Zhang Yin Zhou BurakÜlgüt Yan Zhao Jiangfeng Qian Hubei Key Laboratory of Electrochemical Power Sources College of Chemistry and Molecular SciencesWuhan UniversityWuhan 430072HubeiChina Institute of Technological Sciences Wuhan UniversityWuhan 430072HubeiChina Faculty of Science Department of ChemistryBilkent UniversityAnkara 06800Turkey

lithium metal is the ultimate anode choice for high energy rechargeable lithium batteries owing to its ultra-high theoretical capacity,however,li dendrites and low Coulombic efficiency(CE)caused by disordered li plating restrict its practical ***,we develop an ultrathin Sn-decorated Cu substrate(Sn@Cu)fabricated by an electroless plating method to induce ordered li nucleation and growth *** lithiophilic Sn interfacial layer is found to play a critical role to lower the li nucleation over-potential and promote fast li-migration kinetics,and the underlying mechanism is revealed using the first principle ***,a dense dendrite-free and li deposition with large granular morphology is obtained,which significantly improved the CE and cycling performance of li‖Sn@Cu half cells symmetric *** cells using the li-Sn@Cu electrode display a much-prolonged life span(>1200 h)with low overpotential(~18 mV)at a high current density of 1 mA cm^(-2).Moreover,full cells paired with commercial liFePO_(4) cathode(1.8 mAh cm^(-2))deliver enhanced cycling stability(0.5 C,300 cycles)and excellent rate *** work provides a simple and effective way to bring about high efficiency and long lifespan substrates for practical applications.

关键词： lithium metal anode lithiophilic tin modification Electroless tin plating Nucleation and growth li migration kinetics First-principles calculations

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