西北工业大学Nano Letters：多孔介质中锂枝晶生长抑

          近日，西北工业大学纳米能源材料研究中心魏秉庆***、谢科予***研究团队在纳米材料领域***期刊Nano Letters上发表了题为“Suppressing Dendritic Lithium Formation Using Porous Media in Lithium Metal Based Batteries”的***。他们通过理论计算证明了多孔介质的曲折孔隙是实现非树枝状Li生长的关键。一方面，曲折的孔隙大大减少了Li+ 向负极移动的局部离子流量; 另一方面，它们有效地延伸了枝晶生长的物理路径。基于这一理论探索，合成了一种新型多孔α-Si3N4亚微米线膜，将其覆盖在传统负极集流体铜箔表面，可以实现锂金属的均匀沉积。将多孔α-Si3N4亚微米线膜应用于Li | Li对称电池体系，取得了优异的循环稳定性，电池可以连续运行超过3000小时而没有任何短路迹象。这一研究结合理论计算与实验结果，阐明了***电沉积过程中多孔介质内部局部离子流量和孔道结构对锂枝晶***效果的作用规律，揭示了多孔介质中锂枝晶***的普适原理，为研究开发更安全、更耐用的新一代金属电池（Li，Na，K，Al等电池）提供了理论指导。

图文导读

图1 Li在多孔介质 (a, c, e) 和无多孔介质 (b, d, f) 中的生长模拟

图2 引入α-Si3N4亚微米线膜的铜箔（a, c, d, g, h）和普通铜箔（b, e, f, i, j）上Li沉积形貌

图3 引入α-Si3N4亚微米线膜的铜箔和普通铜箔电化学性能对比

图4 LiFePO4| Li电池中引入α-Si3N4亚微米线膜和未引入α-Si3N4亚微米线膜的电化学性能对比及对应锂负极形貌