近日，电子科技大学基础与前沿研究院康毅进教授团队，在Advanced Materials 上发表了题为 “Interlayered Dendrite-free Lithium Plating for High-performance Lithium Metal Batteries”的研究论文。
锂金属电池的理论容量高达3860 mAh/g，近10倍于传统的石墨负极锂电池，被视为是一种极具应用前景的高能量密度电池。
然而锂金属电池在充放电过程中会产生大量的枝晶引起电池短路，导致性能快速衰退，循环寿命大幅下降。因此，有效解决枝晶生长问题是锂金属电池高效安全应用的前提。
该工作通过设计一种金属锂的夹层结构（石墨相氮化碳/锂/碳布结构），一方面碳布作为锂沉积的基底，增大了电极的比表面积从而降低锂沉积的有效电流密度，抑制枝晶的生长；
另一方面，氮化碳中的吡啶型和吡咯型氮是“亲锂”元素，可有效调节锂离子的分布，消除锂在沉积过程中的尖端效应，抑制枝晶的生长，同时，氮化碳作为中间层也可从物理上阻碍枝晶的生长。
因此，结合多方面作用，金属锂可大量均匀的沉积在氮化碳/碳布中，其金属锂的储存量是单纯碳布储存量的2倍，是铜片的2.5倍。作为电极能提现出来的容量为2619.8 mAh/g，能达到金属锂理论容量的~68%。
将夹层结构的锂作为电极，在Li-Li的对称电池中，可以实现高电流密度（2mA/cm2）下高达1500小时的无枝晶循环电镀/剥离锂（相同条件下，金属锂只能循环约400小时）。并且，在全电池测试中，夹层结构的锂也表现出更加优异的性能。
该设计不仅有利于实现高性能的锂金属电池，同时对锂金属电池的发展具有重要意义。
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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201901662
康毅进，电子科技大学教授，美国宾夕法尼亚大学博士，美国Argonne国家实验室完成博士后研究。研究工作主要着重于化学、纳米科学、材料科学在生物医药以及催化和能源领域的应用，在Science, Nature Catalysis, PNAS, Angewandte Chemie, Nano Letters 和Journal of the American Chemical Society等顶尖学术期刊上发表论文近40篇, 论文总引用次数超过5400次，h-index 25。 目前康毅进课题组主要研究方向有：1）燃料电池，2)电解水，3）还原CO、CO2至高价值多碳产物，4）电化学氮还原合成氨，5）化学储能，侧重锂金属电池、锂硫电池。 联系方式：kangyijin@uestc.edu.cn
期刊介绍 Advanced Materials Advanced Materials has been bringing you the latest progress in materials science every week for over 30 years. Read carefully selected, top-quality Reviews, Progress Reports, Communications, and Research News at the cutting edge of the chemistry and physics of functional materials. Advanced Materials topped its previous spectacular performance with a new Impact Factor of 21.95, an increase of 10% on the 2016 value. One key to the success of Advanced Materials is its pronounced interdisciplinarity. 投稿网址 https://www.editorialmanager.com/advmat/default.aspx
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