成果简介

薄的锂金属箔（≤20μm）和独立的锂金属箔可实现负极材料和高能量密度锂电池的精确预锂化。现有的锂金属箔太厚（通常为50到μm），或者机械易碎性太差，不适用于这些应用。本文，斯坦福大学崔屹教授团队在《NatureEnergy》期刊发表名为“Free-standingultrathinlithiummetal–grapheneoxidehostfoilswithcontrollablethicknessforlithiumbatteries”的论文，研究开发了一种简单和可扩展的方法，在氧化石墨烯主体内合成超薄(0.5~20μm)、独立且机械坚固的锂金属箔。

除了约0.1至3.7mAhcm-2的低面积容量与传统的纯Li金属箔相比，该Li箔的机械强度也大大提高了。Li箔可以将石墨（93％）和硅（79.4％）阳极的初始库伦效率提高到％左右，而不会产生过多的Li残留物，并且可以将锂离子全电池的容量提高8％。使用这种薄的Li复合阳极，可将Li金属满电池的循环寿命延长9倍。

图文导读

图1：微米级薄主体和锂金属膜的设计与制造。

图2：超薄Li-eGF膜的表征

图3：超薄Li-eGF薄膜可实现精确的预锂化和理想的石墨阳极ICE。

图4：超薄Li-eGF薄膜改善了硅阳极的初始ICE和循环稳定性。

图5：超薄Li-eGF薄膜提高了锂金属的稳定性LFP满格。

小结

综上所述，本文开发出一种制造超薄，独立和承载的Li金属膜的工艺，并展示了在预锂化和高能量密度LMB中的应用。通过将电极厚度减小到微米级并同时提高阳极稳定性，可调节的微米级薄且独立的Li-eGF薄膜为将来的高能量密度Li电池提供了一条途径。这也表明，这种微米级的技术可能会打破当前制造中电极厚度的限制。

DOI：10./s---6