利用固相合成的硼掺杂碳点调控锂负极的有序沉积

摘要

通过固相合成方法制备了一种硼掺杂的碳点（B-CDs）,并将其作为锂电池的电解液添加剂.在空气中催化热解碳源制备碳点,具有产量大、产率高、安全可控和操作方便等优点.以间苯三酚和硼酸为原料合成的硼掺杂碳点,在碳酸酯类电解液中具有良好的分散性.掺杂的硼原子作为缺电子中心,可通过路易斯酸碱作用结合含氟阴离子基团,从而诱导锂离子均匀沉积到锂金属负极上.当B-CDs的添加量为0.3 mg/mL时,锂对称电池在电流为0.5 mA/cm²,电沉积量为0.5 mA·h/cm²的测试条件下可稳定循环2500 h,说明该碳点添加剂极大提升了锂沉积/溶解的可逆性.使用B-CDs添加后的电解液组装磷酸铁锂全电池,初始容量为144.4 mA·h/g,100次循环后容量保留率可以达到95.1%.

关键词

碳点 / 硼掺杂 / 电化学储能 / 电解液添加剂 / 锂金属负极