【图1】a） Li2S、Cu掺杂的Li2S、Li2S-Cu6和Cu表面对Li原子的吸附能。Li+沿着b）Li2S和Cu掺杂的Li2S、c）Li2S-Cu6表面以及d）相应的扩散路径扩散的能量演化曲线。e）具有不同尺寸Li2S的人工SEI层的示意图。
【图2】a）3D Cu@CuxS的制备和b）3D Cu@Li2S电极连续多孔结构的示意图；3DCu@CuxS的c） XRD图谱和d，e）界面SEM图像；在不同电流密度的初始锂化过程中的3DCu@CuxS电极的电压分布；g） Li2S在高过电位和低过电位下自生长过程的示意图；3DCu@Li2S在h）0.1、i）5、j）8和k）15 mA cm−2条件下获得的截面SEM图像。
【图3】a，c）3DCu@Li2S-S和b，d）不同锂电镀后的3DCu电极的截面SEM表征；e）3DCu@Li2S-S,
3DCu@Li2S-P、3DCu和CF@Li2S-S在2 mA cm−2（顶部）时循环容量为2 mAh cm−2，在2 mA cm-2（中间）时循环能力为4 mAh cm-2，在10 mA cm−2中循环容量为10 mAh cm-2（底部）的库伦效率；f） 3DCu@Li2S-S,
3DCu@Li2S-P、3DCu和CF@Li2S-S在2 mA cm−2下循环容量为2 mAh cm−2的平均电压滞后的演变；g）用于LMA的不同种类的3D电极的库伦效率。
【图4】Li/3DCu@Li2S负极的表征及其电化学性能；Li/3DCu@Li2S负极的a) 照片和b) 截面SEM图像；c) 100次循环后的Li/3DCu@Li2S的截面SEM图像；d）锂剥离过程中的Li/3DCu@Li2S负极的电压-容量曲线（在1 mA cm−2下充电至0.3 V）；e）Li/3DCu@Li2S负极100次循环后的S 2p XPS图谱；f） Li/3DCu@Li2S负极在0.5、1、2、4和10 mA cm−2的电流下得到的倍率性能；g）含Li/3DCu@Li2S和Li箔负极的对称电池的平均电压滞后；h）含Li/3DCu@Li2S、Li箔和Li/CF@Li2S负极对称电池的电压-时间曲线，电解质为液态；i）含Li/3DCu@Li2S和容量为0.2 mAh
cm−2的锂箔负极的全固态对称电池的电压-时间曲线，电解质为PEO基固态电解质（SSE），电池在60°C下进行测试。
【图5】LMBs以Li/3DCu@Li2S和Li箔为负极的电化学性能。a）Li/3DCu@Li2S||LFP和Li箔||LFP电池（液体电解质）的倍率性能；b） Li/3DCu@Li2S||LFP和Li箔||LFP电池的电压极化的演变；c）在1C下Li/3DCu@Li2S||LFP和d) Li箔||LFP的循环性能；e) 60℃下全固态Li/3DCu@Li2S|PEO|LFP和Li箔|PEO|LFP电池的循环性能。
参考文献
Rui
Zhang, Biao Chen, Chunsheng Shi et al. Decreasing
Interfacial Pitfalls with Self-Grown Sheet-Like Li2S Artificial
Solid-Electrolyte Interphase for Enhanced Cycling Performance of Lithium Metal
Anode. Small (2023).
DOI: 10.1002/smll.202208095
https://doi.org/10.1002/smll.202208095