西安交大丁书江教授课题组Angew：调控锂枝晶生长界面助力长循环锂金属电池
电动汽车和无人机市场的快速增长，促使研究者开发更高能量密度、功率性能和长循环寿命的二次电池。锂金属的高理论比容量(3860 mAh g-1)和低电化学电位(-3.040 V vs.标准氢电极)，使其成为最理想的负极材料之一。然而，锂金属负极在实际应用方面仍面临着严峻的挑战。由于锂金属负极在重复的循环过程中，表面能高的位点容易引起锂的不均匀沉积生长(枝晶的形成)，导致电池内部短路和热失控等严重事故。近年来，通过修饰负极/隔膜界面，如复合锂负极、调整电解液组成和添加剂等方法来抑制枝晶生长，取得了一定的成效。
针对这一问题，西安交通大学化学学院丁书江教授课题组提出了一种疏导锂枝晶生长的策略，使发生锂枝晶生长的主要界面从负极/隔膜界面转移到集流体侧界面，从而保护了电池隔膜，延长了电池循环寿命。最终，该锂金属复合电极结构在磷酸铁锂/锂金属全电池应用中表现出优异的循环稳定性(1000次循环后，容量保持率高达94%)。该工作为探索锂金属负极的实际应用提供了一种简单有效的新策略。
该研究成果以“电流密度调控金属锂沉积界面助力长循环锂金属电池”(Current-density regulating lithium metal directional deposition for long cycle-life Li metal batteries)为题发表在国际化学权威期刊《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed.）上。论文第一作者为西安交大化学学院博士生毛恒，通讯作者为西安交大化学学院丁书江教授。
该项研究是在研究生院交叉博士培养计划支持下，与能动学院环境工程系延卫教授共同指导下发表的。受到国家自然科学基金、中国博士后基金、陕西省自然科学基金等多个项目的支持，论文中的表征及测试得到了中科院化学所文锐教授、西安交大化学学院苏亚琼教授、厦门大学蔡转运博士、中科院化学所刘桂贤博士的帮助。
论文链接：
https://doi.org/10.1002/anie.202105831
来源：西安交通大学
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