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图1 （a）Li金属沉积在AgNPs三维主体材料上的合成过程示意图；（b）Li金属沉积在CNFs基质上的合成过程示意图。 有鉴于此，美国马里兰大学胡良兵课题组等人通过快速焦耳加热法合成出超小Ag纳米颗粒（AgNPs）均匀地分布在碳纤维（CNFs）上，作为纳米晶种引导Li金属在三维主体材料中的沉积，有效地解决了Li金属阳极的锂枝晶问题。Ag纳米晶种有效地降低了Li金属的成核过电位，并引导Li均匀地沉积在三维碳基质上，合成出没有锂枝晶的Li金属负极。此成果发表在国际期刊Advanced Mateials 上。 图2 （a）Li金属在AgNP/CNFs上的成核和生长示意图；（b）AgNP/CNFs的SEM图；（c）Li金属在AgNP/CNFs上成核过程SEM图；（d）Li金属在AgNP/CNFs上生长过程SEM图；（e）AgNP / CNFs第一次电镀/剥离后的SEM图；（f）CNFs的SEM图；（g）Li金属在CNFs上沉积的SEM图；（h）通过常规炉加热合成Ag-CNF以及Li金属沉积在上面（i）的SEM图。 图3 Li金属在Bare CNFs（a）和AgNP/CNFs（b）上电镀/剥离的循环性能图；（c）Li金属在Bare CNFs和AgNP/CNFs上的充放电曲线图；（d）Li金属在AgNP/CNFs上的阻抗图。 在电化学测试中，基于上述法合成出的Li金属负极表现出较低的成核过电位(≈25 mV)和优越的循环稳定性。循环500次后，没有出现短路现象。这个主要是因为经过超细纳米Ag晶种改性的碳纤维基质可以有效调节Li沉积行为并抑制Li枝晶的生长。此成果为以后设计锂金属电极提供了新的思路。
参考文献： ChunpengYang, Yonggang Yao, Shuaiming He, Hua Xie, Emily Hitz, and Liangbing Hu. UltrafineSilver Nanoparticles for Seeded Lithium Deposition toward Stable Lithium MetalAnode, Adv. Mater. 2017,DOI: 10.1002/adma.201702714. |