99银河_锂金属负极稳定技术解析

【背景讲解】全球能源危机和环境好转加快了绿色能源技术的发展，继而引发了人们对锂离子电池（LIB）在内的绿色储能技术的普遍注目。从上世纪90年代开始，LIBs的商业化很大地推展了还包括笔记本、移动电话等便携式电子产品的发展和普及。然而近年来，随着电动汽车及其他先进设备便携式电子产品的较慢发展，目前的锂离子电池早已渐渐无法符合其市场需求。在这种背景下，低能量密度电池已沦为当前的研究热点领域，涉及研究成果受到普遍的注目。

锂金属负极由于具备较高的理论比容量及低于的负极电化学势而未来将会沦为低能量密度锂电池中理想的负极材料，然而其用于过程中更容易构成枝晶，并由此引起的电池安全性等问题相当严重妨碍了锂负极的实际应用于。因此解决问题锂金属负极在用于过程中不存在的枝晶问题，具备最重要的科学意义及实用价值。【成果概述】近日，中国科学院化学研究所王书华博士（第一作者）和郭玉国研究员（通讯作者）报导了通过在横向微孔孔道中调节锂的沉积/沉淀来获得平稳的锂金属负极，进而诱导锂枝晶的生长。

他们系统分析了多孔铜集流体结构参数对电流密度产于的影响以及锂在有所不同尺寸的多孔铜集流体内的形貌进化。通过COMSOLMultiphysics理论仿真，找到尖端效应造成锂在微孔道壁内的优先沉积，比起平板铜，他们设计的集流体具备较小的比表面积和孔体积，有效地增加了金属锂在集流体表面的沉积，进而诱导了锂枝晶的生长。

研究找到，具备多孔铜集流体的锂负极，具备较高的循环稳定性，200圈内平均值库伦效率大约98.5％。此外，基于此种集流体所装配的LiFePO4/Li全电池展现出出有出色的倍率性能和平稳的循环性能。

涉及成果以为题“StableLiMetalAnodesviaRegulatingLithiumPlating/StrippinginVerticallyAlignedMicrochannels”公开发表在了AdvancedMaterials上。【图文简介】图1多孔铜集流体示意图及模拟计算分析a）设计的多孔铜集流体示意图b-d）多孔铜集流体上表面的电流密度产于仿真结果，图中标尺为10μm。e）锂优先沉积在多孔铜管壁上的示意图f，h，j，l）具备有所不同孔半径的多孔铜上表面SEM图g，i，k，m）具备有所不同孔半径的多孔铜的断面SEM图图2锂在有所不同孔半径的铜集流体上沉积形貌的演进a-d）半径分别为5μm，7.。

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