电子元件与材料

2023, v.42;No.379(09) 1040-1046

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金属锂表面Sn-Al双金属包覆层的构筑及其空气稳定性研究
Fabrication and air stability investigation of metallic Sn-Al bilayer protected lithium metal anode

王弘毅,李晶泽

摘要(Abstract):

金属锂是下一代高能量密度锂电池的首选负极材料,然而其空气稳定性差导致金属锂二次电池工业化制备成本大大提高,开发具有高空气稳定性、优异电化学性能、低制备成本的表面包覆改性锂负极是其商业化的必由之路。在金属锂箔衬底上通过磁控溅射技术沉积一层74 nm厚的Al薄膜,再以相同参数沉积一层3μm厚的Sn薄膜,得到双层金属包覆膜样品Sn@Al@Li。采用扫描电子显微镜观察空气腐蚀前后样品表面形貌变化,结合X射线衍射测试,发现Sn@Al@Li表面金属包覆层形成的表面钝化膜起到了保护作用,使得样品在空气中放置3 h后其表面仍然存在单质金属Sn层,呈现明显的金属光泽。组装半电池进行放电容量测试,容量释放率达到80%,而纯锂样品仅剩14%。Sn@Al@Li不仅大大提高了空气稳定性,同时也一定程度提高了电化学性能,对称电池在1 mA/cm~2,1 mAh/cm~2条件下能稳定循环300 h。双层金属薄膜包覆方法提高空气稳定性的同时也改善了电化学性能,对锂二次电池的商业化应用具有重要意义。

关键词(KeyWords): 金属锂电池;锂负极;磁控溅射;薄膜;空气稳定性

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 国家自然科学基金(21673033,52172184)

作者(Author): 王弘毅,李晶泽

DOI: 10.14106/j.cnki.1001-2028.2023.0274

参考文献(References):

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