我校物理与能源学院洪振生教授课题组在锂金属电池研究中取得重要进展

近日，我校物理与能源学院洪振生教授课题组在锂金属电池研究方面取得重要进展。该课题组提出和构建了超小Ag纳米晶（7-10 nm）均匀电镀的3D TiO₂纳米管（TNT）阵列作为锂金属沉积的受限空间宿主。该复合基底结构中TiO₂具有固有的锂亲和力和较大的Li吸附能，有利于Li的捕获，而银纳米晶可以诱导锂金属在纳米尺度上进行选择性的成核，且表现出无成核势垒的特点，从而实现均匀的锂沉积并导入3D纳米管阵列，形成3D结构的金属锂阵列（图1）。这种二元结构TNT-Ag-Li负极在2 mA h cm^-2容量经过300次循环后，仍可保持99.4％的高库仑效率。在锂-锂对称电池中，TNT-Ag-Li展现出2500 h以上的长循环寿命和极低的极化电压（4mV）。这一研究成果目前以题为“Spatially Controlled Lithium Deposition on Silver-Nanocrystals-Decorated TiO₂ Nanotube Arrays Enabling Ultrastable Lithium Metal Anode”发表于材料类顶级学术期刊《Advanced Functional Materials》。该课题组硕士生卢焰忠与王锦山为共同第一作者，洪振生教授为唯一通讯作者。该研究得到国家自然科学基金面上项目和福建省杰出青年基金等多方资助。 

 图1 3DTiO₂纳米管阵列与其Ag纳米颗粒修饰制备过程及其不同的金属锂电镀效果示意图

 论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202009605

[物理与能源学院  科学技术处]