​忻获麟EnSM：反应性润湿策略提高锂金属的可逆性

锂金属（Li⁰）负极的循环往往伴随着不规则的锂沉积/剥离，这导致Li⁰的可逆性较差，并对构建可靠的Li⁰电池构成了巨大挑战。

图1. 材料作用示意及表征

美国加州大学尔湾分校忻获麟等报告了一种反应性润湿策略，通过锂反应性基底实现保形和高度可逆的锂沉积/剥离。具体而言，这项工作报告了一种表面硫化铜纳米线（S-CuNW）薄膜，作为一种新的反应性润湿基底用于锂金属负极。

由于纳米线结构的大长径比，通过原位透射电子显微镜（TEM）实验，直接观察到锂金属在单个S-CuNW上沉积时的两步锂化途径，这在以前是没有报道过的。

此外，结合原位光学观察、非原位X射线光电子能谱（XPS）和非原位扫描电子显微镜（SEM），证明了表面CuS薄层首先转变为离子/电子导体混合层，然后在锂沉积时发生均匀的Li⁰成核和共形Li⁰生长。

图2. 原位光学观察

因此，基于反应性润湿基底，0号锂负极实现了高的平均库仑效率（0.5mA cm^-2下400次循环的99.0%）。

另外，通过将Li⁰预沉积到反应性润湿基底作为负极，并利用LiFePO₄作为正极，在构建的Li⁰全电池中也实现了高容量保持率（在低N/P比条件下200次循环后为76.0%）。

总体而言，这项工作建立了对Li⁰的反应性润湿动力学的基本理解，并为改善Li⁰的可逆性提供了一个直接的解决方案。

图3. 电化学性能研究

A reactive wetting strategy improves lithium metal reversibility. Energy Storage Materials 2023. DOI: 10.1016/j.ensm.2023.02.017