1976年，WHITTINGHAM（诺奖得主哦！别只知道“足够好”老爷子，丢不丢银！）在Science上发表文章，证明了TiS2中可以进行电化学嵌锂，因为用的负极是金属锂，所以他成为了锂金属电池的开山祖师，目前文章已经被引用1325次。但是当时因为锂枝晶，导致电池起火，限于当时的实验条件，没有深入研究。之后大量的工作投入到锂离子电池中，发展到现在锂离子电池技术已经非常成熟，但是人们依然不满足，想拥有更高能量密度的电池。近十年来，又有人将目光转向了锂金属电池，希望能够获得更高的能量密度，但是几十年前的枝晶问题一直存在。近十年，稳定金属锂负极的文章数不胜数，但是如何从根本上解释锂枝晶形成的原因呢？
Science杂志在10月25日刊登西北太平洋国家实验室Jie Xiao的观点性文章“How lithium dendrites form in liquid batteries”，文中对液态电解质中的离子迁移和沉积行为对枝晶的影响做了生动的描述，轻松易读，但是道理深刻，细细想来，以前的负极保护策略确实暗暗隐藏着本文的所提到的原理，真是万变不离其宗。接下来我们就来看看根源到底是啥子样子滴！
先来考考你，离子为什么能运动呢？（想3秒钟，再往下看，想不起来就别看了，回去读读书吧！哈哈哈）
首先，离子会自发地从高浓度向低浓度移动；其次，离子带电荷，会受到电势差引起的电场力作用。此外，诸如搅拌等外力作用，可以造成“带电物质”作为整体发生移动。因此，离子的移动有三种驱动力：浓度差，电势差，外力。
与之相对应，将产生三种移动方式：扩散，迁移，对流。
我们知道锂枝晶的形状是因为锂的不均匀沉积，那么为啥能不均匀沉积呢，那就涉及到电解液中离子的浓度分布以及离子的运动行为了。
首先来看自然对流，虽然电解液里的环境相对稳定，没有外力作用，但是自然对流是不可避免不可预测的，这就会对离子的运动产生影响，结果是有的离子跑得快，有的跑得慢，跑得快的就先沉积了，跑得慢的后沉积，变成了枝晶（图1），这种情况随着时间增长愈演愈烈，最后造成短路。嘣的一声，炸了。
接下来是扩散，假设离子的电化学沉积速率不是很快，并且在整个电极上保持不变，并且在电极和液体电解质之间没有形成界面层，那么离子在电极表面的缓慢移动会使浓度梯度更加陡峭（扩散速度慢），因为离子在沉积后没有立即完全补充。锂枝晶就像一只手，必须要伸到电解质中，那里有更多的离子可抓。同时手上的电流密度最大，这个循环使手不断地伸长，直到抓到正极（图2）。最后造成短路。嘣的一声，炸了。
然后又有大哥要说了，离子扩散快一点不就行了吗？我跑得快了，锂枝晶就追不上我！
当离子跑得快，沉积的形状是大鼓包，这些大鼓包怀揣着更多的电子，成为了新的集流体，不断地给电子与离子的相亲，相一个成一个，于是枝晶又长出来了（图3）。当相亲太频繁(高电流密度)，锂离子的电化学还原或消耗速度大大加快。因此，锂离子补充跟不上消耗的速度。强浓度梯度很容易在整个电极上形成，再次形成“抓手”慢慢伸长。最后还是，嘣的一声，炸了（小可爱，你肯定想到了！优秀！）。
了解了枝晶的产生原理，接下来，让我们来回忆一下有哪些防止锂枝晶的方法呢？这就得看你平时的积累了，快想3秒钟。
增加电解液浓度，这能够缓解界面处锂离子消耗导致的巨大的浓度差异；
给锂“盖被子”，这能够促使锂离子在锂表面均匀分布；
施加外加电场，扰动离子，让离子在电解液体相中均匀分布；
来个负极的主体（host，崔屹大神的拿手好戏），增大面积，减小电流密度，减小浓度差，给离子扩散争取时间；
文献链接：https://science.sciencemag.org/content/366/6464/426
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