近日,，我校材料科學(xué)與工程學(xué)院姚為教授在材料類國際頂級期刊《Advanced Functional Materials》（中科院一區(qū)Top，影響因子18.5）上以第一/通訊作者身份,、鹽城工學(xué)院為第一單位發(fā)表了題為“Lithiophilic V2CTx/MoO3 Hosts with Electronic/Ionic Dual Conductive Gradients for Ultrahigh-Rate Lithium Metal Anodes”的研究論文(Adv. Funct. Mater. 2024, 2400348)。該論文是我校在國際重要影響力期刊上發(fā)表高水平論文的又一次重大突破,。
金屬鋰負(fù)極因具備最高的理論比容量,、最低的氧化還原電位及低的密度而被認(rèn)為是一種最有前途的負(fù)極材料。然而,，在高倍率電化學(xué)循環(huán)過程中,，鋰離子易以枝晶形態(tài)在負(fù)極沉積，極大破壞電極表面的SEI，甚至穿透隔膜導(dǎo)致電池失效,。構(gòu)造親鋰性的3D載鋰基體是抑制枝晶生長的有效方法,。盡管如此，3D載鋰基體上層的電場密度和離子通量往往高于其下層的電場密度和離子通量,，導(dǎo)致鋰在實際沉積過程中,，傾向于沉積在3D載鋰基體的上層，不利于高容量/高倍率條件下的循環(huán),。因此，設(shè)計親鋰性的3D載鋰基體,，并調(diào)控其電場密度和離子通量分布,，促進(jìn)鋰優(yōu)先在其下層沉積是提高鋰金屬負(fù)極電化學(xué)性能的關(guān)鍵。
基于此,，姚為教授設(shè)計了離子/電子雙導(dǎo)電梯度的V2CTx/MoO3載鋰基體,。通過調(diào)控各層V2CTx/MoO3薄膜中V2CTx與MoO3納米線的配比，實現(xiàn)對V2CTx/MoO3載鋰基體離子和電子導(dǎo)體梯度的調(diào)控,。引入MoO3納米線有效避免V2CTx的密堆積,，增加了鋰的沉積空間。此雙導(dǎo)電梯度結(jié)構(gòu)有效優(yōu)化了底層的電流密度和鋰離子通量分布,，實現(xiàn)了鋰離子的快速還原和“自下而上”的沉積模式,。與此同時，親鋰的V2CTx和MoO3誘導(dǎo)了鋰的均勻生長,。因此,，所設(shè)計的V2CTx/MoO3@Li負(fù)極表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能。該親鋰性的雙導(dǎo)電梯度材料也可為其他金屬電池的設(shè)計提供一種新的策略和思路,。
原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202400348,。
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