SCMs|无枝晶锂金属负极：通用MOF衍生路线构建亲锂3D骨架

对高续航里程车型的追求使锂金属电池(LMBs)再次引起研究人员的关注。然而，锂金属负极在循环过程中会出现不可控的锂枝晶形成和无限大的体积变化，阻碍了其实际应用。

近日，华南理工大学刘军教授等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文，采用一种金属有机框架(MOF)衍生路线，在不同的基底(如碳布和铜网)上通用地构建出亲锂三维骨架，以实现无枝晶锂金属负极。

作为一个典型的例子，MOF衍生的ZnO/NC(氮掺杂碳)纳米片修饰的三维碳布(CC)被较好地构建为亲锂宿主，用于灌注熔融锂(标记为CC@ZnO/NC@Li)。得益于亲锂的N官能团和LiZn合金，制备的CC@ZnO/NC@Li复合负极极大地促进了锂的均匀分布，使电极呈现为无枝晶形貌。同时，三维导电碳骨架可增强反应动力学并缓冲电极的体积变化。因此，CC@ZnO/NC@Li复合负极具有延长的循环寿命，可在5 mA cm⁻²下以19 mV的低过电位稳定循环超过1000次。与LiFePO₄正极相匹配时，CC@ZnO/NC@Li复合负极在全电池系统中也表现出了优异的电化学性能。这种通用策略可为设计金属锂的多功能亲锂性三维宿主拓宽途径。

图1 CC@ZnO/NC@Li||LFP全电池的电化学性能和柔性。

文章信息

Zeng, L., Zhou, T., Xu, X. et al. General construction of lithiophilic 3D skeleton for dendrite-free lithium metal anode via a versatile MOF-derived route. Sci. China Mater. (2021). https://doi.org/10.1007/s40843-021-1764-x

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