Deposição ultrarrápida de poliedros de lítio facetados, ultrapassando a formação de SEI

Nature volume 620, páginas 86–91 (2023)Cite este artigo

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A eletrodeposição do metal lítio (Li) é crítica para baterias de alta energia1. No entanto, a formação simultânea de um filme de corrosão superficial denominado interfase eletrolítica sólida (SEI) complica o processo de deposição, o que sustenta nossa fraca compreensão da eletrodeposição de metal Li. Aqui nós dissociamos esses dois processos interligados, ultrapassando a formação de SEI em densidades de corrente de deposição ultrarrápidas, ao mesmo tempo que evitamos limitações de transporte de massa. Ao usar microscopia eletrônica criogênica, descobrimos que a morfologia de deposição intrínseca do Li metálico é a de um dodecaedro rômbico, que é surpreendentemente independente da química eletrolítica ou do substrato do coletor de corrente. Em uma arquitetura de célula tipo moeda, esses dodecaedros rômbicos exibem conectividade de contato próximo ao ponto com o coletor de corrente, o que pode acelerar a formação inativa de Li . Propomos um protocolo de corrente de pulso que supera esse modo de falha, aproveitando o dodecaedro rômbico de Li como sementes de nucleação, permitindo o crescimento subsequente de Li denso que melhora o desempenho da bateria em comparação com uma linha de base. Embora a deposição de Li e a formação de SEI sempre tenham estado intimamente ligadas em estudos anteriores, nossa abordagem experimental permite novas oportunidades para compreender fundamentalmente esses processos dissociados uns dos outros e trazer novos insights para projetar baterias melhores.

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