Электронодефицитный углеродный токосъёмник для безанодных литий-металлических аккумуляторов

Длительное циклирование безанодных литий-металлических элементов (то есть элементов, в которых отрицательный электрод формируется in situ в результате электроосаждения лития, поступающего из положительного электрода, на электронопроводящую матрицу) с жидким электролитом ограничивается образованием неоднородной твёрдой электролитной межфазы (SEI) на токосъёмнике и неравномерным осаждением лития. Для устранения этих проблем мы предлагаем атомарно-дефектный углеродный токосъёмник, в котором многовакансионные дефекты обеспечивают однородное формирование SEI на токосъёмнике, а также равномерные зарождение и рост лития, приводящие к формированию плотной морфологии лития. С помощью моделирования, экспериментальных измерений и анализа мы демонстрируем положительное влияние электронного дефицита на способность углеродного токосъёмника вмещать литий. Кроме того, мы представляем результаты испытаний безанодных монетных элементов, содержащих многовакансионный дефектный углеродный токосъёмник, катод на основе LiₓNi₀.₈Co₀.₁Mn₀.₁ и неводный литийсодержащий раствор электролита. В условиях ограниченного количества электролита эти элементы сохраняют 90% своей начальной ёмкости более чем после 50 циклов.