前沿动态：无破坏式原位NMR研究Li金属全电池中“死Li”形成和Li腐蚀

来源：今日新材料

锂（Li）金属具有理论比容量最高（3860mAh/g）和负电位较低的优点，被认为是下一代电池的负极材料。锂金属电池（LMBs）的循环需要在充/放电过程中沉积/溶解Li金属，而出现的Li枝晶生长、低容量保留率和短循环寿命阻碍了其商业化。然而，在商业化电池中限制过量的Li，便于利用Li金属负极的高比容量。

近日，英国剑桥大学Clare P. Grey等人报道了一种原位NMR计量技术，以研究“无负极”的Li金属电池，其中将Li直接从LiFePO4正极电镀到裸铜集流体上。利用该方法可以追踪Li金属全电池中Li的沉积和溶解过程中“无活性或死Li”的形成：“死Li”和SEI的形成可通过NMR进行定量，并在碳酸盐和醚-电解质中比较它们的相对形成速率。当利用FEC作为添加剂时，几乎没有“死Li”。利用顺磁性Li金属引起的体磁化率效应来区分Li沉积物的不同表面覆盖率。在电池不工作时监测Li金属的量，即使不使用电池（没有电流流过），所有电解质中都观察到Li金属的溶解（腐蚀），表明Li的溶解仍然存在Li金属电池中。其中，高腐蚀速率是由于在Li金属和铜上均会形成SEI（Cu+和Cu2+还原）。总之，该工作表明聚合物涂层和Cu表面化学性质的改变均有助于稳定Li金属表面。

文献链接：
Noninvasive In Situ NMR Study of “Dead Lithium” Formation and Lithium Corrosion in Full-Cell Lithium Metal Batteries， J. Am. Chem. Soc.，2020
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c10258

原文链接：
http://www.cailiaoniu.com/213812.html