Baterias de lítio metálico (LMBs) são candidatas promissoras para o armazenamento de energia da próxima geração devido às suas altas densidades energéticas, tanto em termos de peso quanto de volume. No entanto, as LMBs geralmente sofrem deposição incontrolável de lítio, interfase instável de eletrólito sólido e expansão de volume, o que facilmente leva a baixa eficiência coulômbica, baixo desempenho de ciclagem e até mesmo riscos à segurança, prejudicando suas aplicações práticas por mais de quarenta anos.
Esses problemas podem ser ainda mais agravados se a bateria for operada em altas densidades de corrente. Aqui, relatamos uma bateria de lítio metálico estável, viabilizada por um ânodo composto de poli-melamina-formaldeído ( espuma de melamina ) (PMF)/Li poroso em 3D.
PMF com um grande número de grupos polares (amina e triazina) pode efetivamente homogeneizar a concentração de íons de lítio quando esses íons se aproximam da superfície do ânodo e, assim, obter deposição uniforme de Li.
Além disso, o ânodo estruturado em 3D pode servir como um hospedeiro de Li para mitigar a variação de volume durante o processo de stripping e galvanoplastia. Medições galvanostáticas demonstram que o eletrodo compósito 3D pode atingir alta eficiência coulômbica de lítio de 94.7% a uma densidade de corrente ultra-alta de 10 mA cm−2 após 50 ciclos, com baixa histerese e patamares de tensão suaves. Quando acopladas ao Li4Ti5O12, as meias-células apresentam capacidades de taxa e eficiências coulômbicas aprimoradas, abrindo grandes oportunidades para baterias de alta energia.
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