Conductive Nanostructured Scaffolds Render Low Local Current Density to Inhibit Lithium Dendrite Growth

Advanced Materials

Volumn 28, Issue 11, 2016, Pages 2155-2162

  Zhang, Rui ^a   Cheng, Xin Bing ^a   Zhao, Chen Zi ^a   Peng, Hong Jie ^a   Shi, Jia Le ^a   Huang, Jia Qi ^a   Wang, Jinfu ^a   Wei, Fei ^a   Zhang, Qiang ^a  

^a TSINGHUA UNIVERSITY   (China)

Author keywords

current density; dendrites; graphene; lithium metal anodes; solid electrolyte interphases

Indexed keywords

ANODES; CURRENT DENSITY; DENDRITES (METALLOGRAPHY); ELECTRODES; ELECTROLYTES; GRAPHENE; LITHIUM; SCAFFOLDS; SILANES;

LITHIUM DENDRITE; LITHIUM METAL ANODE; LOCAL CURRENT DENSITY; NANO-STRUCTURED; SALT ELECTROLYTES; SOLID ELECTROLYTE INTERPHASE;

SOLID ELECTROLYTES;

EID: 84960278383     PISSN: 09359648     EISSN: 15214095     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adma.201504117     Document Type: Article

References (52)

1. a) L. Grande, E. Paillard, J. Hassoun, J.-B. Park, Y.-J. Lee, Y.-K. Sun, S. Passerini, B. Scrosati, Adv. Mater. 2015, 27, 784;
2. b) Y. Lu, M. Tikekar, R. Mohanty, K. Hendrickson, L. Ma, L. A. Archer, Adv. Energy Mater. 2015, 5, 1402073;
3. c) X.-B. Cheng, R. Zhang, C.-Z. Zhao, F. Wei, J.-G. Zhang, Q. Zhang, Adv. Sci. 2016, 3, 1500213.
4. W. Xu, J. L. Wang, F. Ding, X. L. Chen, E. Nasybutin, Y. H. Zhang, J. G. Zhang, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 513.
5. X.-B. Cheng, Q. Zhang, J. Mater. Chem. A 2015, 3, 7207.
6. D. Lv, Y. Shao, T. Lozano, W. D. Bennett, G. L. Graff, B. Polzin, J. Zhang, M. H. Engelhard, N. T. Saenz, W. A. Henderson, P. Bhattacharya, J. Liu, J. Xiao, Adv. Energy Mater. 2015, 5, 1400993.
7. a) J. L. Wang, F. J. Lin, H. Jia, J. Yang, C. W. Monroe, Y. N. NuLi, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 10099;
8. b) H. J. Peng, T. Z. Hou, Q. Zhang, J. Q. Huang, X. B. Cheng, M. Q. Guo, Z. Yuan, L. Y. He, F. Wei, Adv. Mater. Interfaces 2014, 1, 1400227;
9. c) R. Mukherjee, A. V. Thomas, D. Datta, E. Singh, J. Li, O. Eksik, V. B. Shenoy, N. Koratkar, Nat. Commun. 2014, 5, 3710;
10. d) L. M. Suo, Y. S. Hu, H. Li, M. Armand, L. Q. Chen, Nat. Commun. 2013, 4, 1481;
11. e) M. S. Whittingham, Proc. IEEE. 2012, 100, 1518;
12. f) H.-J. Peng, J. Liang, L. Zhu, J.-Q. Huang, X.-B. Cheng, X. Guo, W. Ding, W. Zhu, Q. Zhang, ACS Nano 2014, 8, 11280;
13. g) A. Manthiram, Y. Fu, S.-H. Chung, C. Zu, Y.-S. Su, Chem. Rev. 2014, 114, 11751.
14. J. J. Hu, G. K. Long, S. Liu, G. R. Li, X. P. Gao, Chem. Commun. 2014, 50, 14647.
15. R. R. Miao, J. Yang, X. J. Feng, H. Jia, J. L. Wang, Y. N. Nuli, J. Power Sources 2014, 271, 291.
16. Y. Y. Lu, Z. Y. Tu, L. A. Archer, Nat. Mater. 2014, 13, 961.
17. J. Qian, W. Xu, P. Bhattacharya, M. Engelhard, W. A. Henderson, Y. Zhang, J.-G. Zhang, Nano Energy 2015, 15, 135.
18. W. Li, H. Yao, K. Yan, G. Zheng, Z. Liang, Y.-M. Chiang, Y. Cui, Nat. Commun. 2015, 6, 7436.
19. S. Xiong, K. Xie, Y. Diao, X. Hong, J. Power Sources 2014, 246, 840.
20. a) F. Ding, W. Xu, G. L. Graff, J. Zhang, M. L. Sushko, X. L. Chen, Y. Y. Shao, M. H. Engelhard, Z. M. Nie, J. Xiao, X. J. Liu, P. V. Sushko, J. Liu, J. G. Zhang, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 4450;
21. b) Y. Zhang, J. Qian, W. Xu, S. M. Russell, X. Chen, E. Nasybulin, P. Bhattacharya, M. H. Engelhard, D. Mei, R. Cao, F. Ding, A. V. Cresce, K. Xu, J.-G. Zhang, Nano Lett. 2014, 14, 6889.
22. Q.-C. Liu, J.-J. Xu, S. Yuan, Z.-W. Chang, D. Xu, Y.-B. Yin, L. Li, H.-X. Zhong, Y.-S. Jiang, J.-M. Yan, X.-B. Zhang, Adv. Mater. 2015, 27, 5241.
23. a) J. Qian, W. A. Henderson, W. Xu, P. Bhattacharya, M. Engelhard, O. Borodin, J.-G. Zhang, Nat. Commun. 2015, 6, 6362;
24. b) L. Suo, Y.-S. Hu, H. Li, M. Armand, L. Chen, Nat. Commun. 2013, 4, 1481.
25. J. Zhang, Y. Bai, X.-G. Sun, Y. Li, B. Guo, J. Chen, G. M. Veith, D. K. Hensley, M. P. Paranthaman, J. B. Goodenough, S. Dai, Nano Lett. 2015, 15, 3398.
26. E. Rangasamy, Z. Liu, M. Gobet, K. Pilar, G. Sahu, W. Zhou, H. Wu, S. Greenbaum, C. Liang, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 1384.
27. R. Khurana, J. L. Schaefer, L. A. Archer, G. W. Coates, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 7395.
28. R. Bouchet, S. Maria, R. Meziane, A. Aboulaich, L. Lienafa, J.-P. Bonnet, T. N. T. Phan, D. Bertin, D. Gigmes, D. Devaux, R. Denoyel, M. Armand, Nat. Mater. 2013, 12, 452.
29. G. Y. Zheng, S. W. Lee, Z. Liang, H. W. Lee, K. Yan, H. B. Yao, H. T. Wang, W. Y. Li, S. Chu, Y. Cui, Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 618.
30. a) G. Ma, Z. Wen, M. Wu, C. Shen, Q. Wang, J. Jin, X. Wu, Chem. Commun. 2014, 50, 14209;
31. b) G. Ma, Z. Wen, Q. Wang, C. Shen, J. Jin, X. Wu, J. Mater. Chem. A 2014, 2, 19355;
32. c) Y. J. Zhang, W. Wang, H. Tang, W. Q. Bai, X. Ge, X. L. Wang, C. D. Gu, J. P. Tu, J. Power Sources 2015, 277, 304.
33. H. Lee, D. J. Lee, Y.-J. Kim, J.-K. Park, H.-T. Kim, J. Power Sources 2015, 284, 103.
34. a) K.-i. Chung, W.-S. Kim, Y.-K. Choi, J. Electroanal. Chem. 2004, 566, 263;
35. b) G. A. Umeda, E. Menke, M. Richard, K. L. Stamm, F. Wudl, B. Dunn, J. Mater. Chem. 2011, 21, 1593.
36. Y. F. Hao, M. S. Bharathi, L. Wang, Y. Y. Liu, H. Chen, S. Nie, X. H. Wang, H. Chou, C. Tan, B. Fallahazad, H. Ramanarayan, C. W. Magnuson, E. Tutuc, B. I. Yakobson, K. F. McCarty, Y. W. Zhang, P. Kim, J. Hone, L. Colombo, R. S. Ruoff, Science 2013, 342, 720.
37. J. L. Schaefer, D. A. Yanga, L. A. Archer, Chem. Mater. 2013, 25, 834.
38. a) V. Fleury, J. N. Chazalviel, M. Rosso, B. Sapoval, J. Electroanal. Chem. Interfacial Electrochem. 1990, 290, 249;
39. b) J. N. Chazalviel, Phys. Rev. A 1990, 42, 7355;
40. c) C. Brissot, M. Rosso, J. N. Chazalviel, P. Baudry, S. Lascaud, Electrochim. Acta 1998, 43, 1569;
41. d) M. Rosso, T. Gobron, C. Brissot, J. N. Chazalviel, S. Lascaud, J. Power Sources 2001, 97-98, 804.
42. a) C. K. Chan, H. Peng, G. Liu, K. McIlwrath, X. F. Zhang, R. A. Huggins, Y. Cui, Nat. Nanotechnol. 2008, 3, 31;
43. b) N. Liu, Z. Lu, J. Zhao, M. T. McDowell, H.-W. Lee, W. Zhao, Y. Cui, Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 187.
44. J. Heine, S. Krüger, C. Hartnig, U. Wietelmann, M. Winter, P. Bieker, Adv. Energy Mater. 2014, 4, 130081.
45. a) X. B. Cheng, H. J. Peng, J. Q. Huang, F. Wei, Q. Zhang, Small 2014, 10, 4257;
46. b) X. Zhang, W. Wang, A. Wang, Y. Huang, K. Yuan, Z. Yu, J. Qiu, Y. Yang, J. Mater. Chem. A 2014, 2, 11660.
47. X.-B. Cheng, H.-J. Peng, J.-Q. Huang, R. Zhang, C.-Z. Zhao, Q. Zhang, ACS Nano 2015, 9, 6373.
48. M. Q. Zhao, Q. Zhang, J. Q. Huang, G. L. Tian, J. Q. Nie, H. J. Peng, F. Wei, Nat. Commun. 2014, 5, 3410.
49. H. Kim, F. Wu, J. T. Lee, N. Nitta, H.-T. Lin, M. Oschatz, W. I. Cho, S. Kaskel, O. Borodin, G. Yushin, Adv. Energy Mater. 2015, 5, 1401792.
50. A. Zhamu, G. Chen, C. Liu, D. Neff, Q. Fang, Z. Yu, W. Xiong, Y. Wang, X. Wang, B. Z. Jang, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 5701.
51. R. Mukherjee, A. V. Thomas, D. Datta, E. Singh, J. Li, O. Eksik, V. B. Shenoy, N. Koratkar, Nat. Commun. 2014, 5, 3710.
52. J.-S. Kim, D. W. Kim, H. T. Jung, J. W. Choi, Chem. Mater. 2015, 27, 2780.