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asymmetric N,O-Coordinated Single atomic Co Sites for Stable Lithium Metal Anodes

Energy & Environmental Materials 2023年第5期6卷 425-431页

作者： Yifan Li Daliang Fang Xue Liang Li Dong Yan Shibo Xi Tian Chen Li Congjian Lin Shaozhuan Huang Jianbei Qiu Xuhui Xu Hui Ying Yang Pillar of Engineering Product Development Singapore University of Technology and Design8 Somapah Road 487372Singapore CitySingapore Institute of Chemical and Engineering Sciences Jurong Island 627833Singapore CitySingapore Key Laboratory of Catalysis and Energy Materials Chemistry of Ministry of Education South-Central University for NationalitiesWuhan 430074China Key Laboratory of Advanced Materials of Yunnan Province Kunming University of Science and TechnologyKunming 650093China

Lithium metal has been considered one of the most promising anodes for next-generation rechargeable batteries,but its practical application is largely hindered by the uncontrollable dendrite growth and infinite volume ***,inspired by superior catalytic effects of single-atom catalysts,carbon-supported single atomic Co with asymmetric N,O-coordination(Co-N/O)is developed for Li metal *** results and theoretical calculations indicate that single atomic Co atoms with asymmetric N,O-coordination present enhanced binding ability toward Li in comparison with N-coordinated atomic Co site and isolated O site,enabling uniform Li plating/***,the asymmetric N,O-coordination around Co atoms induces co-activation effects,lowering the energy barriers toward Li^(+)to Li^(0)conversion and largely promoting the deposition *** used as a Li deposition host,the Co-N/O achieves a high average coulombic efficiency of 98.6%at a current density of 1 mA cm^(-2)and a capacity of 2 mAh cm^(-2),long cycling life of 2000 h in symmetrical cells,and excellent rate performance(voltage hysteresis of 23 mV at 8 mA cm^(-2)).This work provides a comprehensive understanding of single atomic metals with asymmetric heteroatom coordination in the design of Li metal anode.

关键词： asymmetric atomic structure lithiophilicity lithium metal anode N O-coordination single atomic Co

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