论文共同第一作者、斯坦福大学博士生赵婕告诉科技日报记者,将紧密堆积的锂合金纳米粒子包裹在大片的石墨烯片层中,可制备出锂合金/石墨烯“千层饼”。由于锂合金本身即是体积最大的状态,且被局限在导电性高、化学稳定性好的石墨烯“饼”中,避免了合金负极的体积膨胀和锂金属负极的枝晶生长问题。该“千层饼”还可与高容量硫正极组装成高效、稳定、寿命长的电池,大大增加电池的能量密度和安全性能。
论文共同第一作者、斯坦福大学博士后周光敏进一步指出,锂金属负极在空气中非常不稳定,已报道的各种包裹策略并不能彻底解决这个问题。而在这种“千层饼”结构中层层叠叠的大片石墨烯紧密包裹住活泼的锂合金,起到了疏水和隔气的作用,使得该富锂负极具有良好的空气稳定性。
崔屹表示,凭借其高容量、优异的循环性能和安全特性,该锂合金/石墨烯箔片不仅在传统的锂离子电池中有应用前景,而且有望作为锂金属负极替代者应用于下一代锂/空气、锂/硫电池中。