鋰枝晶的不可控形成和鋰沉積/剝離過(guò)程中不必要的電解液消耗一直是開(kāi)發(fā)安全穩(wěn)定鋰金屬電池的主要障礙。

上海大學(xué)王勇等人報(bào)道了一種通過(guò)簡(jiǎn)易氧化-浸漬-還原方法制備的黃瓜狀親鋰復(fù)合骨架（CLCS），作為沉積鋰金屬的負(fù)載物，以提高電化學(xué)性能并延長(zhǎng)鋰金屬電池的壽命。

具體而言，許多親鋰基團(tuán)（吡啶N、吡咯N和CuxCLCS中的N位點(diǎn)）表現(xiàn)出與鋰原子的強(qiáng)結(jié)合，從而提高了鋰離子的均勻分散程度，并促進(jìn)隨后無(wú)枝晶的鋰沉積。

此外，在恒電流充電/放電過(guò)程中可以進(jìn)行逐步的鋰沉積和剝離，抑制鋰的集中成核，同時(shí)避免鋰的過(guò)度生長(zhǎng)。

圖1 CLCS的合成過(guò)程示意圖及不同的鋰沉積和生長(zhǎng)行為

由于這些優(yōu)點(diǎn)，基于CLCS的電池在700次循環(huán)中表現(xiàn)出97.3%的高庫(kù)侖效率，并且對(duì)稱(chēng)電池的壽命延長(zhǎng)至2000小時(shí)。

采用LiFePO₄(LFP)正極和CLCS@Li負(fù)極組裝的全電池以0.2 A g^-1的電流密度在600次循環(huán)后表現(xiàn)出110.1 mAh g^-1的高容量，采用SeS₂正極和CLCS@Li負(fù)極組裝全電池以1 A g^-1的電流密度在500次循環(huán)后表現(xiàn)出491.8 mAh g^-1高容量。

圖2 全電池性能

Dendrite-Free and Stable Lithium Metal Battery Achieved by a Model of Stepwise Lithium Deposition and Stripping. Nano-Micro Letters 2021. DOI: 10.1007/s40820-021-00687-3