成果简介
锂金属电池（LMB）被认为是针对电动汽车和便携式电子设备的二次电池技术的关键。然而，锂枝晶的不良生长会导致容量降低、短路和过热，严重阻碍了锂金属电池的实际应用。为了解决这个问题，本文，电子科技大学Yuanfu Chen等研究人员在《Eco Energy》期刊发表名为“Amorphous lithiophilic cobalt-boride@rGO interlayer for dendrite-free and highly stable lithium metal batteries”的论文，研究首次在商用聚丙烯隔膜上提出了一种新的亲锂中间膜，它是由非晶CoB纳米颗粒修饰还原氧化石墨烯纳米片（CoB@rGO）构建而成的。
密度泛函理论计算和实验分析表明，CoB@rGO 具有显著的亲锂特性，可提供多个锂沉积位点并改善电解质润湿性，这有利于形成持久的固态电解质相（SEI）、减少副反应并改善锂通量调节，从而实现 LMB 的长期循环稳定性。利用这些优点，采用 CoB@rGO/PP 隔离层的对称锂/锂电池在 1 mA cm+-2 和 1 mAh cm-2 的条件下可实现长达 1600 小时的稳定循环。采用 CoB@rGO 隔离层的锂//LiFePO4 全电池具有 11 mg cm-2 的高 LiFePO4 负载，初始比容量高达 115.3 mAh g-1，即使在 2C 的高速率下循环 200 次后，每次循环的衰减率也很低，仅为 0.08%。
图文导读
图1、CoB@rGO 的制备和表征
图2、CoB@rGO/PP隔膜的表征
图3、配备不同隔膜的Li//Cu电池的电化学性能。
图4、用不同隔膜组装的Li//Li对称电池的电化学性能。
图6、Li//LFP全电池的电化学性能
图7、预测构型、吸收能比较和机理说明
小结
总之，CoB@rGO 复合材料是通过一种可行的方法在室温下制造出来的。CoB 纳米颗粒随机分布在 rGO 纳米片骨架上，因此 CoB@rGO 具有优异的导电性、稳定性和丰富的极性键。因此，CoB@rGO/PP 隔膜具有更高的电解质润湿性和更高的传递数，这对生成持久的 SEI 层和减少锂剥离/电镀过程中的极化损失大有帮助。配备CoB@rGO/PP 隔膜的电池往往更能实现快速、均匀的锂通量，并能抑制锂枝晶的生长和死锂的形成。带有 CoB@rGO/PP 隔膜的锂/锂电池在 1 mA cm+-2和1mAh cm-2 的条件下长期循环稳定性超过 1600 h，相应的锂//LFP 全电池在较高的 LFP 负载（11mg cm-2）条件下循环 200次后，显示出115.3mAh g-1的高初始容量和每循环0.08% 的超低容量衰减。这项工作为生产具有高 CE、高容量、卓越稳定性和安全性的 LMB 提供了宝贵的见解。
文献：https://doi.org/10.1002/ece2.38
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