创新材料设计：通过两步闪蒸焦耳热法制备了由石墨化层包覆的碳纳米纤维并均匀分布银纳米颗粒（G-CF-Ag），优化了混合锂离子/锂金属电池的性能。
显著性能提升：G-CF-Ag中的Csp²碳结构减少了与电解液的副反应，银纳米颗粒增强了亲锂性，诱导锂的均匀沉积和剥离。
宽温度范围稳定性：结合弱溶剂化电解液的设计，实现了锂离子在快速充电和低温条件下的高效传输，展现出优异的宽温度范围稳定性。
高能量密度：在超低N/P比（0.3）条件下，G-CF-Ag||NCM811全电池实现了587.5 W h kg⁻¹的高能量密度，G-CF-Ag||LFP全电池展现出良好的循环稳定性。
图1：G-CF-Ag的制备及形貌展示了通过两步闪蒸焦耳热法制备的G-CF-Ag的形貌特征，揭示了石墨化层包覆的碳纳米纤维上均匀分布的银纳米颗粒。
图2：G-CF-Ag的理化性质和理论计算通过多种表征手段揭示了G-CF-Ag的理化性质，并结合理论计算分析了其亲锂性和界面化学特性。
图3：G-CF-Ag在宽温范围下的混合半电池性能展示了G-CF-Ag||Li电池在50°C到-20°C宽温度范围内的电化学性能，证明了其优异的稳定性和高库仑效率。
图4：Li金属沉积/剥离过程揭示了G-CF-Ag电极在锂金属沉积和剥离过程中的高度可逆性，表明其在抑制锂枝晶生长方面的优势。
图5：界面化学表征通过界面化学表征，发现LiF/Li3N等组分显著提升了SEI膜的机械强度，并促进了锂离子在快充和低温条件下的快速传输。
图6：混合全电池的电化学性能提供了不同N/P比混合电池与传统LIBs、碳/Li复合负极的LMBs能量密度对比，为高能量密度混合LIB/LMBs的设计提供了理论指导。
本研究通过设计一种由石墨化层包覆的碳纳米纤维并均匀分布银纳米颗粒（G-CF-Ag），结合弱溶剂化电解液的优化，显著提升了混合锂离子/锂金属电池（LIB/LMBs）在高锂负载条件下的性能。实验表明，G-CF-Ag||Li电池在500 mA h g⁻¹的高锂负载下展现出82.2%的首次库仑效率（ICE），并在2 C倍率下循环150次后保持99.1%的平均库仑效率（CE），同时在-20°C至50°C的宽温度范围内表现出优异的稳定性。此外，G-CF-Ag||NCM811全电池在超低N/P比（0.3）条件下实现了587.5 W h kg⁻¹的高能量密度，而G-CF-Ag||LFP全电池在相同条件下展现出良好的循环稳定性。这一研究为高能量密度混合锂离子/锂金属电池的设计提供了重要的理论和实验依据，推动了锂金属电池在极端条件下的应用发展。未来研究可进一步优化材料结构和电解液配方，探索新型界面化学机制，以实现更高的能量密度和更广泛的环境适应性。
深圳中科精研科技有限公司专注于能源材料领域的创新与研发，致力于为科研和工业提供先进的实验设备和技术解决方案。不仅能够显著提高实验效率，还能在高温试验过程中提供强有力的支持，确保实验的稳定性和重复性。中科精研的焦耳热技术在材料科学领域的应用，为推动能源材料技术的发展提供了重要助力。公司将继续致力于开发更高效的实验设备，为实现全球能源可持续发展贡献更多力量。
欢迎关注我们的公众号或访问官方网站：
https://www.zhongkejingyan.com.cn/
如果您对设备有兴趣，欢迎联系张老师：13121391941
