​黄佳琦/张学强AFM：无损检测揭示复合锂金属负极中非活性锂的积累机制！

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​黄佳琦/张学强AFM：无损检测揭示复合锂金属负极中非活性锂的积累机制！
非活性锂（Li）的快速形成和积累是导致高能量密度锂金属电池寿命有限的主要原因。构建带有宿主的复合锂金属负极是缓解和容纳非活性锂的一个很有前景的策略。然而，非活性锂在复合锂金属负极中的积累机制仍然未知，严重困扰着复合金属锂负极的稳定性。
北京理工大学黄佳琦、张学强等通过无损三维X射线显微镜，全面揭示了复合锂金属负极中非活性锂的两阶段积累机制及其与复合锂金属负极稳定性的相关性。

​黄佳琦/张学强AFM：无损检测揭示复合锂金属负极中非活性锂的积累机制！

图1. 电池方案和对称电池的循环性能
研究发现，复合锂金属负极中的非活性锂的空间积累经历了两个阶段的变化。在第一阶段，非活性锂主要积累在宿主的内部，导致极化的缓慢增加。在第二阶段，非活性锂从内部孔隙结构中溢出，并迅速积聚在宿主的外部，导致极化的显著增加和复合锂金属负极的稳定性恶化。

​黄佳琦/张学强AFM：无损检测揭示复合锂金属负极中非活性锂的积累机制！

图2. 在不同的循环数下，CF/Li|CF/Li电池的三维形态和复合CF/Li负极的内部形态
为了进一步提高复合锂金属负极的稳定性，操纵非活性锂在复合金属锂负极内部的积累是至关重要的。电流密度和外部压力被证实是调控这两个阶段转折点的关键因素。因此，这项工作为复合负极中非活性锂的空间积累机制提供了新的见解，并为软包电池中复合锂金属负极的设计提供了合理的指导。

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图3. 复合CF/Li负极在不同循环下锂沉积后的形态
Regulating the Two-Stage Accumulation Mechanism of Inactive Lithium for Practical Composite Lithium Metal Anodes. Advanced Functional Materials 2022. DOI: 10.1002/adfm.202206834

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