成果简介
锂金属被视为二次充电电池中的“必杀技”。然而，电镀/剥离过程中不规则的锂沉积和死锂会导致严重的安全问题和快速的容量衰减。基体的低电导率和不均匀的离子转移导致锂枝晶的生长，从而导致库仑效率低。本文，大连理工大学颜洋、乔利珍等研究人员在《Advanced Materials Interfaces》期刊发表名为“A Low-Surface-Tension Strategy to Construct Ultrathin Reduced Graphene Oxide as Lithiophilic Matrix for Lithium Metal Anode”的论文，研究通过构建具有可控电荷转移的高导电矩阵来解决上述问题。采用低表面张力（LST）策略构建超薄还原氧化石墨烯（UrGO）来储存锂。超薄和松散的结构保证了 UrGO 具有高电导率，并且由于对锂的亲和力提高，均匀分布的残基含氧基团有助于诱导锂的均匀沉积。获得的具有高电导率的 UrGO 显示出低的锂成核过电位。UrGO@Li 电极显示出出色的电化学稳定性，在超过 300 次循环中具有 98.5% 的高库仑效率。全电池的良好性能也表明UrGO基质的成功设计，LST策略为设计高导电石墨烯基多孔材料提供了新的视角。
图文导读
方案一、SrGO和UrGO电极上的锂沉积示意图。
图1、a) GO、b) SrGO 和 c) UrGO 的 SEM 图像。d) GO、e) SrGO 和 f) UrGO 的 TEM 图像。g) GO、h) SrGO 和 i) UrGO 的 AFM 图像。
图2、a) XRD 光谱，b) GO、UrGO和SrGO的XPS。c) UrGO 的 C、N、O 的 EDS 映射；UrGO 的 XPS 光谱与 d) C1s、e) O1s 和 f) N1s 峰的去卷积；SrGO的XPS光谱与g）O1s的去卷积；h) TGA 曲线和 i) GO、UrGO 和 SrGO 的电导率。
图3、GO电极、SrGO电极和UrGO电极的电化学性能
图4.UrGO@Li 的恒电流循环稳定性图示
小结
总之，通过LST策略提出了一种亲锂的 UrGO。UrGO 显示出高电荷转移能力，具有超薄和非晶结构以及高 C/O 比。此外，均匀分布的亲锂含氧官能团提供了更多的锂成核位点，并指导了锂的规则沉积行为。LFP组装的全电池也表明其具有良好的循环稳定性和倍率能力的实用性。希望此工作将为开发超薄石墨烯基材料及其在锂金属电池中的应用提供新的视野。
文献：https://doi.org/10.1002/admi.202200752
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