RÉSUMÉ Les batteries au lithium métal (LMBs) pratiques à haute densité énergétique nécessitent une réserve de lithium strictement limitée (N/p < 2), mais souffrent d'une perte rapide de capacité due à la formation instable de l'interphase d'électrolyte solide (SEI) et à un dépôt erratique de lithium. Dans cette étude, un collecteur de courant composite métal lithiophile à gradient–carbone poreux (GLMC) est développé via une stratégie de pyrolyse-dopage in situ en une seule étape pour répondre à ces défis interconnectés. La couche supérieure de carbone fluoré supprime la décomposition excessive du solvant et favorise une SEI uniforme et robuste, tandis que l'alliage CuZn sous-jacent fournit des sites lithiophiles pour une nucléation préférentielle et guide le placage de lithium de bas en haut. Cette conception orchestrée réduit la perte irréversible de Li actif d'environ 60 % et permet un cyclage hautement réversible, atteignant une efficacité coulombienne moyenne de 99.57% sur 1500 cycles. Les calculs révèlent que le carbone fluoré élève la barrière d'énergie de réduction des molécules de solvant, inhibant ainsi leur décomposition. Les cellules symétriques basées sur le GLMC maintiennent un cyclage stable pendant plus de 4300 h, même à 50% d'utilisation du Li. Lorsqu'elle est associée à une cathode NCM811 à haute charge, la cellule complète sans anode présente une durée de vie en cycle nettement prolongée, délivrant une densité énergétique de 475 Wh kg −1 et conservant 81% de capacité après 300 cycles. Ce travail démontre que la conception rationnelle des collecteurs de courant constitue une stratégie puissante pour obtenir des LMBs durables et à haute densité énergétique dans des conditions de lithium limité.
Zhu et al. (Fri,) ont étudié cette question.