Исследовательская группа под руководством профессора Ву Чжуншуая из Даляньского института химической физики (DICP) Китайской академии наук разработала полностью напечатанные на 3D-принтере литий-металлические батареи (LMB) с надежной циклической стабильностью и сверхвысокой плотностью энергии.
LMB используют пористый и проводящий скелет Ti 3 C 2 T x MXene для бездендритного и стабильного металлического литиевого анода и многомерной проводящей решетки LiFePO 4 (LFP) в качестве сверхтолстого катода.
Это исследование было опубликовано в Energy Storage Materials 19 октября.
LMB считаются классом систем с высокой плотностью энергии, выходящим за рамки современных современных литий-ионных батарей. Тем не менее, неконтролируемый рост дендритов и огромное изменение объема литий-металлических анодов вызвали проблемы с плохим сроком службы.
В этом исследовании исследователи сообщили о подходе, полностью основанном на 3D-печати, для создания сверхвысокопроизводительных LMB. LMB состояли из литиевого металлического анода без дендритов с пористой решеткой MXene для регулирования локального распределения тока, что гомогенизировало зародышеобразование лития, и трехмерного проводящего пористого каркасного катода LFP для создания каналов быстрого переноса ионов / электронов.
Из-за обилия центров зародышеобразования лития и большого объема пор в решетках MXene 3D-печатные каркасы MXene предотвращали бесконечное изменение объема и образование дендритов литиевых анодов.
Кроме того, благодаря сочетанию ультратолстых катодных решеток LFP с высокоэффективными электронными и ионными сетями полностью напечатанные на 3D-принтере LMB||MXene@Li LMB обеспечивают беспрецедентную площадь (25,3 мАч/см 2 ) и плотность энергии (81,6 мВтч/см 2 ) при сверхвысокой массовой нагрузке 171 мг/см 2 , что превышает все известные до сих пор 3D-печатные батареи.
