Lei You, Shunlong Ju, Jianwen Liu, Guanglin Xia⁎, Zaiping Guo⁎, Xuebin Yu⁎, Synergistic effect of lithiophilic Zn nanoparticles and N-doping for stable Li metal anodes, J. Energy Chem., 2022, 65, 439−447. (IF: 13.1)
金属锂是下一代高能锂离子电池最理想的负极材料。然而，锂枝晶的不可控生长阻碍了它的实际应用。在此，我们提出采用将Zn纳米颗粒均匀嵌入碳布上均匀构建的N掺杂碳多面体（Zn@NC@CC）的方法来防止锂枝晶的形成。根据理论计算和实验观察，同化Zn@NC中的亲锂Zn纳米粒子和内部的N掺杂在增强对锂的吸附能力方面发挥了协同作用，从而使锂沉积均匀，并完全抑制了锂枝晶的产生。此外，碳布上均匀分布的多孔N掺杂碳多面体有效缓解了锂在反复剥离/电镀过程中的体积变化，有助于保持整个电极的结构完整性，从而提高其长期循环稳定性。得益于这些协同效应，锂-锌@NC@CC电极在1 mA/cm2的条件下可延长电池寿命超过1200小时，对称电池的平均容量为1 mA h/cm2，在 12 mA h/cm2的超高容量条件下，库仑效率高达95.4%。值得注意的是，Li-Zn@NC@CC//LiFePO4全电池在1 C下循环200次，可实现110.2 mA h/g的高可逆容量。
