Le batterie al litio metallico (LMB) sono promettenti candidati per l'accumulo di energia di nuova generazione grazie alla loro elevata densità energetica, sia in termini di peso che di volume. Tuttavia, le LMB sono solitamente soggette a deposizione incontrollata di litio, interfase elettrolitica solida instabile ed espansione di volume, che portano facilmente a una bassa efficienza coulombiana, scarse prestazioni di ciclaggio e persino rischi per la sicurezza, ostacolandone le applicazioni pratiche da oltre quarant'anni.
Questi problemi possono essere ulteriormente aggravati se si opera ad alte densità di corrente. In questo lavoro viene presentata una batteria al litio metallico stabile resa possibile da un anodo composito di poli-melammina-formaldeide porosa 3D ( schiuma di melammina ) (PMF)/Li.
Il PMF con un gran numero di gruppi polari (ammina e triazina) può omogeneizzare efficacemente la concentrazione di ioni di litio quando questi ioni si avvicinano alla superficie dell'anodo e ottenere così una deposizione uniforme di Li.
Inoltre, l'anodo strutturato 3D può fungere da host per il litio per mitigare la variazione di volume durante il processo di stripping e placcatura del litio. Le misurazioni galvanostatiche dimostrano che l'elettrodo composito 3D può raggiungere un'elevata efficienza coulombiana del litio del 94.7% a una densità di corrente ultraelevata di 10 mA cm−2 dopo 50 cicli con bassa isteresi e plateau di tensione uniformi. Se accoppiate a Li4Ti5O12, le semicelle mostrano capacità di velocità ed efficienze coulombiane migliorate, aprendo grandi opportunità per le batterie ad alta energia.
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