无机化学学报

Cu₃P纳米板阵列@泡沫铜三维骨架的原位构筑及其作为高性能锂金属负极

In-Situ Construction of Cu₃P Nanoflake Array@Cu Foam 3D Frameworks for High Performance Li-Metal Anodes

作者	单位	E-mail
吴鹿鹿	南昌大学光伏研究院, 南昌 330031
江伟伟	南昌大学光伏研究院, 南昌 330031
丁国彧	南昌大学光伏研究院, 南昌 330031
李亚辉	南昌大学光伏研究院, 南昌 330031
朱振	南昌大学光伏研究院, 南昌 330031
景鑫国	南昌大学光伏研究院, 南昌 330031
严奉乾	南昌大学光伏研究院, 南昌 330031
徐国军	南昌大学光伏研究院, 南昌 330031
岳之浩	南昌大学光伏研究院, 南昌 330031
李晓敏	南昌大学光伏研究院, 南昌 330031
孙福根	南昌大学光伏研究院, 南昌 330031	sunfugen@ncu.edu.cn
周浪	南昌大学光伏研究院, 南昌 330031

摘要: 通过简单的原位生长法，将Cu₃P纳米板阵列均匀负载在商业化的泡沫铜内部（NF-Cu₃P@Cu），并用作锂金属负极的三维骨架载体材料。亲锂性的Cu₃P纳米板阵列可以提供均匀且丰富的锂成核活性位点，诱导锂金属在NF-Cu₃P@Cu内快速形核和均匀电沉积。同时，在电镀沉积锂时，Cu₃P纳米板阵列会被锂化形成快离子导体Li₃P，可以确保锂离子在复合负极中的快速均匀传输，从而有效抑制锂枝晶的形成。因此，获得的Li@NF-Cu₃P@Cu复合负极材料在对称电池和全电池中，均表现出优异的循环稳定性。

关键词: 储能技术锂电池锂金属负极泡沫铜锂枝晶

基金项目: 国家自然科学基金项目（No.51962022）、中央引导地方发展项目（No.20202ZDB1008）和江西省研究生科学基金（No.YC2019-S077，YC2020-S069）资助。

Abstract: The Cu₃P nanoflake array was uniformly coated onto the commercial Cu foam skeleton (NF-Cu₃P@Cu) through an in-situ growth method, and then used as a highly efficient 3D host for stable lithium metal anodes. The Cu₃P nanoflake array with high lithiophilicity could provide abundant and homogenous active-sites for Li nucleation, leading to the fast nucleation and homogenous deposition of Li metal into the NF-Cu₃P@Cu. Furthermore, during the electrochemical deposition process of Li metal, the Cu₃P nanoflake array could be lithiated to form the fastion conductor Li₃P, which ensures fast and uniform diffusion of Li⁺ in the NF-Cu₃P@Cu, thus resulting in the effective suppression of Li dendrite growth. Therefore, the obtained Li@NF-Cu₃P@Cu composite anode exhibited excellent cycling stability in both the symmetric and full cells.

Keywords: energy storage technology lithium batteries lithium metal anode Cu foam lithium dendrite

投稿时间：2020-11-16 修订日期：2020-12-29

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吴鹿鹿,江伟伟,丁国彧,李亚辉,朱振,景鑫国,严奉乾,徐国军,岳之浩,李晓敏,孙福根,周浪.Cu₃P纳米板阵列@泡沫铜三维骨架的原位构筑及其作为高性能锂金属负极[J].无机化学学报,2021,37(4):709-716.

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