上大王勇Nano-Micro Lett.：通过逐步锂沉积和剥离实现无枝晶且稳定的锂金属电池

锂枝晶的不可控形成和锂沉积/剥离过程中不必要的电解液消耗一直是开发安全稳定锂金属电池的主要障碍。

上海大学王勇等人报道了一种通过简易氧化-浸渍-还原方法制备的黄瓜状亲锂复合骨架（CLCS），作为沉积锂金属的负载物，以提高电化学性能并延长锂金属电池的寿命。

具体而言，许多亲锂基团（吡啶N、吡咯N和CuxCLCS中的N位点）表现出与锂原子的强结合，从而提高了锂离子的均匀分散程度，并促进随后无枝晶的锂沉积。

此外，在恒电流充电/放电过程中可以进行逐步的锂沉积和剥离，抑制锂的集中成核，同时避免锂的过度生长。

图1 CLCS的合成过程示意图及不同的锂沉积和生长行为

由于这些优点，基于CLCS的电池在700次循环中表现出97.3%的高库仑效率，并且对称电池的寿命延长至2000小时。

采用LiFePO₄(LFP)正极和CLCS@Li负极组装的全电池以0.2 A g^-1的电流密度在600次循环后表现出110.1 mAh g^-1的高容量，采用SeS₂正极和CLCS@Li负极组装全电池以1 A g^-1的电流密度在500次循环后表现出491.8 mAh g^-1高容量。

图2 全电池性能

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