中國粉體網(wǎng)訊  隨著便攜式電子設(shè)備和電動汽車市場的迅猛發(fā)展，人們對二次電池的能量密度提出了更高的要求。鋰金屬具有較高的理論能量密度（3860 mAh g-1）和最低的電極電勢（-3.040 V vs SHE），被認(rèn)為是二次電池負(fù)極材料中的“圣杯”。

（圖片資料 來源網(wǎng)絡(luò)）

目前，鋰金屬負(fù)極的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用主要面臨著兩大挑戰(zhàn)：鋰枝晶和電解質(zhì)/負(fù)極界面穩(wěn)定性問題。鋰枝晶生長可能刺穿隔膜，導(dǎo)致電池短路，甚至引發(fā)火災(zāi)。同時，枝晶在循環(huán)過程中也容易形成“死鋰”，導(dǎo)致活性鋰的損失。在電池充放電過程中，持續(xù)的界面副反應(yīng)不斷消耗鋰負(fù)極和電解液，導(dǎo)致電池干涸和容量快速衰減。因此，如何抑制鋰枝晶生長、改善鋰負(fù)極/電解液界面穩(wěn)定性，已成為相關(guān)學(xué)者研究的熱點。

中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所李先鋒研究員和張洪章研究員等人在Small Methods上發(fā)表了題為“The Challenge of Lithium Metal Anode for Practical Application”的綜述文章，從鋰金屬負(fù)極穩(wěn)定性的機(jī)理研究和改善策略兩方面進(jìn)行了詳細(xì)總結(jié)，并提出鋰金屬負(fù)極產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用進(jìn)程中的重要研究方向。首先，該文章在現(xiàn)有理論及模型的基礎(chǔ)上，詳細(xì)闡述了鋰負(fù)極表面固體電解質(zhì)界面層（SEI）的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)傳輸機(jī)理以及鋰枝晶的形成和演化機(jī)理，歸納出鋰金屬負(fù)極安全及循環(huán)穩(wěn)定性的影響因素及作用機(jī)制。

此外，文章進(jìn)一步從三方面綜述了近期鋰金屬負(fù)極穩(wěn)定性的改善策略：負(fù)極鋰沉積行為的調(diào)控策略；高穩(wěn)定性SEI層的構(gòu)筑策略；固態(tài)電解質(zhì)的開發(fā)策略。從產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用角度考慮，其中制備高柔韌性及高機(jī)械強(qiáng)度的人工SEI層、優(yōu)化局部高濃度電解質(zhì)體系、開發(fā)高離子傳導(dǎo)性的無機(jī)/聚合物復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)，是有效提高鋰金屬負(fù)極循環(huán)穩(wěn)定性及安全性能、推動鋰金屬電池產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用進(jìn)程的重要研究方向。同時，文章還指出在鋰金屬負(fù)極結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，應(yīng)減少空隙和惰性組分的引入，保證鋰金屬電池的高能量密度。

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/小虎）