镍碳复合纳米片改性锂负极

高面容量下无枝晶沉积

一种亲锂导电碳包覆镍纳米颗粒的镍氢氧化物核壳结构，结合垂直纳米片阵列形貌，实现了超大容量下均匀的锂沉积/剥离。

王新 · 徐雷 · 牛树章 · Zhang, Qicheng · Lian, Qing · Xiang, Shengling · Zongyu, Mao · Ye, Han · Huang, Yulan · Ziteng, Zuo · Shi, Run · 廖成竹 · Li, Huili · Amini, Abbas · Wang, Ning · 程春

Small 2024

参数信息

平均库仑效率

99.23 %

对称电池循环寿命

3200 h

可承受最大电流密度

15 mA cm⁻²

最高沉积面容量

10 mAh cm⁻²

全电池倍率性能

1 C

技术优势

超高容量下无枝晶

垂直纳米片阵列提供巨大的比表面积和丰富的亲锂位点，即使沉积容量高达 10 mAh cm⁻²，锂仍能均匀成核生长而不形成枝晶。

99.23% 高库仑效率

由碳包覆镍纳米颗粒和缺陷碳组成的界面，既促进锂离子均匀传输又稳定了 SEI，使半电池在 900 次循环中保持平均 99.23% 的库仑效率。

对称电池寿命超 3200 h

FNC-NF 电极在 1 mA cm⁻²、1 mAh cm⁻² 条件下，对称电池能够稳定循环超过 3200 小时，过电位始终低且平稳。

15 mA cm⁻² 大电流稳定循环

即使在 15 mA cm⁻² 的高电流密度下，FNC-NF 仍能保持优异的循环稳定性，满足快充场景需求。

应用场景

• 锂金属全电池：直接用作高面容无枝晶负极，匹配 LFP 等正极，提升全电池寿命和快充能力。
• 快充储能器件：15 mA cm⁻² 大电流下仍稳定循环，满足快充对负极快速均匀沉积的要求。
• 高安全柔性电池：无枝晶生长本质减少了短路风险，同时泡沫镍基底兼具柔性，可直接用于柔性器件。
• 固态/半固态电池：三维亲锂骨架能缓解固态电解质与锂负极界面接触和体积变化问题，有望适配固态体系。