(1)具有較低Cs+濃度的電解質(zhì)能夠耗費低電流下成長的枝晶。
(2)電解質(zhì)添加劑、高的鋰鹽濃度、預(yù)處理、人工非原位潤飾等?？墒?，大多數(shù)在鋰外表構(gòu)成維護層的手法，都會構(gòu)成電子/離子電導(dǎo)率和機械安穩(wěn)性下降，而且僅在數(shù)百次的低電流循環(huán)下才有用。
在這里，加拿大滑鐵盧大學(xué)Linda F. Nazar教授課題組報道了一種十分高效的辦法按捺鋰枝晶——在金屬Li外表經(jīng)過原位構(gòu)成由鋰基合金(Li13In3, LiZn, Li3Bi或許Li3As)組成的外表膜，表現(xiàn)出較快的離子搬遷速率。
a和b別離是新鮮鋰金屬(a)和Li13In3|Li復(fù)合負極(b)在2mAh/cm^2下的圖畫; Li13In3|Li復(fù)合負極在未電鍍前的截面圖畫(c)，Li13In3|Lii復(fù)合負極在2mAh/cm^2下的橫截面圖(d)以及相應(yīng)的背散射電子模式圖畫(e), d和e中的赤色虛線勾勒出電堆積的Li；新鮮的鋰(f)和復(fù)合Li13In3|Li電極(g)在對稱通明電池光學(xué)顯微圖畫。
a,無維護的鋰箔經(jīng)受枝晶成長;b，合金/LiCl維護的Li箔s上構(gòu)成電位梯度的維護層(E)，而且經(jīng)過～10μm膜具有杰出的界面增強Li+電荷轉(zhuǎn)移才能，這兩個要素都按捺枝晶成長；(b)中的暗影橄欖區(qū)是界面，合金相和非晶/納米晶體LiCl相別離以橙色和淺藍色表明.
得益于高導(dǎo)電性的富鋰合金膜和電子絕緣的副產(chǎn)物LiCl二者的協(xié)同作用，該鋰金屬電極表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)功能。在2mA/cm^2下可安穩(wěn)循環(huán)達700次(1400小時)，而且在與Li4Ti5O12(LTO)電極配對時，以5C倍率(1C=1Li/h)可安穩(wěn)循環(huán)1500次。對循環(huán)后的材料進行非原位SEM測驗，發(fā)現(xiàn)在合金層下發(fā)生了Li堆積現(xiàn)象，由此標明該辦法得到的富鋰合金能夠有用改進鋰枝晶的生成問題。
組成過程:
鋰維護電極制備：在小于1ppm氧氣和濕氣的氬填充手套箱中，將鋰金屬箔(99.9％，Aldrich)拋光至外表發(fā)光。拋光后，將鋰箔浸入在含有0.167M MClx的四氫呋喃(THF)溶液中20秒(M= As，In，Zn或Bi)。從THF溶液中取出后，小心腸除掉鋰箔上過量液體。然后將箔用THF漂洗，在室溫下真空枯燥兩天，并切成11mm圓形，用于電化學(xué)電池中的研討。
Li13In3體相制備：銦箔和鋰箔在使用前進行拋光。丈量所需量的箔堆疊在一起。在12mm直徑的模具中，用4噸壓力限制疊層箔30分鐘。一切過程都在Ar填充的手套箱中進行。
