图4 库伦效率及比容量曲线
(A1),(A2) LCNF@LNafion在1mA cm-2时的库伦效率,比容量曲线
(B1),(B2) LCNF@LNafion在2mA cm-2时的库伦效率,比容量曲线
(C1),(C2) LCNF@LNafion在5mA cm-2时的库伦效率,比容量曲线
(D1),(D2) LCNF@LNafion在8mA cm-2时的库伦效率,比容量曲线
图5 循环性能图
(A) LCNF/LNafion(红)和Li/Li(黑)电池以1 mA cm-2时的电流密度恒流循环
(B) LCNF/LNafion(红)电极和SCNF(黑)电极在1 mA cm-2时的电流密度下的循环性能
(C) LiPO4/LI-LCNF@LNation电池的循环性能
【小结】
本文通过设计阳极表面结构控制Li枝晶生长,研究结果表明具有适当的内外半径比的空心碳纳米纤维可以控制锂枝晶。作者发现藕状碳纳米纤维基体使锂优先在内层表面沉积,因此稳定的碳壳层可以阻挡锂枝晶生长。此外,多通道结构也赋予LCNF阳极具有高承载锂能力。由于Nafion SEI的存在,Li-LCNF阳极实现了3600mAh的容量并提高了库伦效率(达到99%以上)。同时,磷酸铁锂与Li-LCNF@LNafion组成的电池也表现了优秀的电化学性能,作者认为对锂离子沉积与基体几何关系的认识将为锂电池系统中混合锂阳极的合理设计提供新思路。