相关工作以”Mechanistic Probing of Encapsulation and Confined Growth of Lithium Crystals in Carbonaceous Nanotubes"为题发表于Advanced Materials,并被选为封面论文。王鸣生课题组硕士生韦平和博士生程勇为该论文的共同第一作者,王鸣生教授为通讯作者。
另外,王鸣生课题组还巧妙地设计了“碗”状碳胶囊(由中空碳球塌陷而成),其具有不同正负曲率的外表面,同时拥有全封闭的内空腔和半封闭凹陷空间,通过构建原位透射/扫描电镜实验直观地研究锂金属在该材料上的沉积/溶解行为。观察表明,锂金属会优先沉积在碳碗的负曲率(凹)面,而非正曲率面(凸)上;全封闭空间相对于半封闭空间更有利于沉积。基于密度泛函理论(DFT)的计算表明,该几何选择性沉积的驱动力来源于体系能量最小化,及锂金属倾向于碳基底形成最大面积的低能的锂/碳界面,而减少暴露高能的Li活性表面。这些发现为设计高效的集流体和无枝晶的碱金属负极打开了一个全新的几何视角,而非通常的(亲锂)化学视角,还可以扩展到其他类似的碱金属体系(特别是对全固态电池)。该成果以"Lithium Storage in Bowl-like Carbon: The Effect of Surface Curvature and Space on Li Metal Deposition"发表于ACS Energy Letters,并被选为封面论文。课题组博士生叶伟彬为本文第一作者,王鸣生教授为通讯作者。
详见王鸣生教授课题组网站http://mswang.xmu.edu.cn
Advanced Materials论文、封面及媒体报道链接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202105228 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202170407
管中窥锂——碳管中锂金属的封装机制、限域生长及二维锂晶体