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Copper Nitride Nanowires Printed Li with Stable Cycling for Li Metal Batteries in Carbonate Electrolytes.
Advanced Materials ( IF 27.4 ) Pub Date : 2020-01-12 , DOI: 10.1002/adma.201905573 Dongsoo Lee 1 , Seho Sun 1 , Jiseok Kwon 1 , Hyunjung Park 1 , Minchul Jang 2 , Eunkyung Park 2 , Byoungkuk Son 2 , Yeongil Jung 3 , Taeseup Song 1 , Ungyu Paik 1
Advanced Materials ( IF 27.4 ) Pub Date : 2020-01-12 , DOI: 10.1002/adma.201905573 Dongsoo Lee 1 , Seho Sun 1 , Jiseok Kwon 1 , Hyunjung Park 1 , Minchul Jang 2 , Eunkyung Park 2 , Byoungkuk Son 2 , Yeongil Jung 3 , Taeseup Song 1 , Ungyu Paik 1
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The practical implementation of the lithium metal anode is hindered by obstacles such as Li dendrite growth, large volume changes, and poor lifespan. Here, copper nitride nanowires (Cu3 N NWs) printed Li by a facile and low-cost roll-press method is reported, to operate in carbonate electrolytes for high-voltage cathode materials. Through one-step roll pressing, Cu3 N NWs can be conformally printed onto the Li metal surface, and form a Li3 N@Cu NWs layer on the Li metal. The Li3 N@Cu NWs layer can assist homogeneous Li-ion flux with the 3D channel structure, as well as the high Li-ion conductivity of the Li3 N. With those beneficial effects, the Li3 N@Cu NWs layer can guide Li to deposit into a dense and planar structure without Li-dendrite growth. Li metal with Li3 N@Cu NWs protection layer exhibits outstanding cycling performances even at a high current density of 5.0 mA cm-2 with low overpotentials in Li symmetric cells. Furthermore, the stable cyclability and improved rate capability can be realized in a full cell using LiCoO2 over 300 cycles. When decoupling the irreversible reactions of the cathode using Li4 Ti5 O12 , stable cycling performance over 1000 cycles can be achieved at a practical current density of ≈2 mA cm-2 .
中文翻译：
氮化铜纳米线印制的锂具有稳定的循环性，可用于碳酸盐电解质中的锂金属电池。
锂金属阳极的实际实施受到诸如锂枝晶生长，体积变化大和寿命差等障碍的阻碍。在此，据报道，通过简便且低成本的辊压法印刷Li的氮化铜纳米线（Cu3 N NWs）可在碳酸盐电解液中用作高压阴极材料。通过一步式辊压，可以将Cu3 N NW共形印刷在Li金属表面上，并在Li金属上形成Li3 N @ Cu NWs层。Li3 N @ Cu NWs层可通过3D通道结构辅助均匀的Li离子通量，以及Li3 N的高Li离子电导率。凭借这些有益的作用，Li3 N @ Cu NWs层可将Li引导至沉积成致密的平面结构而没有锂枝晶生长。具有Li 3 N @ Cu NWs保护层的锂金属即使在Li对称电池中具有5.0 mA cm-2的高电流密度和低过电势的情况下也表现出出色的循环性能。此外，使用LiCoO2经过300个循环，可以在一个完整的电池中实现稳定的循环能力和提高的倍率能力。当使用Li4 Ti5 O12解耦阴极的不可逆反应时，可以在≈2mA cm-2的实际电流密度下实现超过1000次循环的稳定循环性能。
更新日期：2020-02-18
中文翻译：
氮化铜纳米线印制的锂具有稳定的循环性，可用于碳酸盐电解质中的锂金属电池。
锂金属阳极的实际实施受到诸如锂枝晶生长，体积变化大和寿命差等障碍的阻碍。在此，据报道，通过简便且低成本的辊压法印刷Li的氮化铜纳米线（Cu3 N NWs）可在碳酸盐电解液中用作高压阴极材料。通过一步式辊压，可以将Cu3 N NW共形印刷在Li金属表面上，并在Li金属上形成Li3 N @ Cu NWs层。Li3 N @ Cu NWs层可通过3D通道结构辅助均匀的Li离子通量，以及Li3 N的高Li离子电导率。凭借这些有益的作用，Li3 N @ Cu NWs层可将Li引导至沉积成致密的平面结构而没有锂枝晶生长。具有Li 3 N @ Cu NWs保护层的锂金属即使在Li对称电池中具有5.0 mA cm-2的高电流密度和低过电势的情况下也表现出出色的循环性能。此外，使用LiCoO2经过300个循环，可以在一个完整的电池中实现稳定的循环能力和提高的倍率能力。当使用Li4 Ti5 O12解耦阴极的不可逆反应时，可以在≈2mA cm-2的实际电流密度下实现超过1000次循环的稳定循环性能。
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