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Lithium-Ion Charged polymer channels Flattening Lithium Metal Anode

Nano-Micro Letters 2024年第4期16卷 379-393页

作者： Haofan Duan Yu You Gang Wang Xiangze Ou Jin Wen Qiao Huang Pengbo Lyu Yaru Liang Qingyu Li Jianyu Huang Yun‑Xiao Wang Hua‑Kun Liu Shi Xue Dou Wei‑Hong Lai Hunan Provincial Key Laboratory of Thin Film Materials and Devices School of Material Sciences and EngineeringXiangtan UniversityXiangtan 411105People’s Republic of China Guangxi Key Laboratory of Low Carbon Energy Materials School of Chemical and Pharmaceutical ScienceGuangxi Normal UniversityGuilin 541004People’s Republic of China Institute for Superconducting and Electronic Materials Australian Institute of Innovative MaterialsUniversity of WollongongInnovation CampusSquires WayNorth WollongongNSW 2500Australia Institute of Energy Materials Science University of Shanghai for Science and TechnologyShanghai 200093People’s Republic of China

The concentration difference in the near-surface region of lithium metal is the main cause of lithium dendrite *** this issue will be key to achieving high-performance lithium metal batteries(LMBs).Herein,we construct a lithium nitrate(LiNO_(3))-implanted electroactiveβphase polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene(PVDF-HFP)crystalline polymorph layer(PHL).The electronegatively charged polymer chains attain lithium ions on the surface to form lithium-ion charged *** channels act as reservoirs to sustainably release Li ions to recompense the ionic flux of electrolytes,decreasing the growth of lithium *** stretched molecular channels can also accelerate the transport of Li *** combined effects enable a high Coulombic efficiency of 97.0%for 250 cycles in lithium(Li)||copper(Cu)cell and a stable symmetric plating/stripping behavior over 2000 h at 3 mA cm^(-2)with ultrahigh Li utilization of 50%.Furthermore,the full cell coupled with PHL-Cu@Li anode and Li Fe PO_(4) cathode exhibits long-term cycle stability with high-capacity retention of 95.9%after 900 ***,the full cell paired with LiNi_(0.87)Co_(0.1)Mn_(0.03)O_(2)maintains a discharge capacity of 170.0 mAh g^(-1)with a capacity retention of 84.3%after 100 cycles even under harsh condition of ultralow N/P ratio of *** facile strategy will widen the potential application of LiNO_(3)in ester-based electrolyte for practical high-voltage LMBs.

关键词： polymer ionic channel Li metal batteries Artificial protective layer Uniform Li deposition Electrochemical performances

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