你知道如何抑制金屬鋰枝晶的生長嗎？一般我們常見的聚合物鋰電池負極為碳材料或石墨材料，那么你知道鋰金屬作為負極的電池嗎？與其相搭配的正極材料可以是氧氣、單質(zhì)硫、金屬氧化物等物質(zhì)，鋰金屬電池很有可能成為下一代儲能電池。鋰金屬負極以其極高的理論容量和最負的電勢受到研究人員們的極大關(guān)注。

　　但是，在鋰離子反復(fù)沉積和析出過程中，金屬鋰負極表面容易生長出鋰枝晶，不僅大大降低了電池的利用率，同時還有可能導(dǎo)致電池短路，造成安全隱患。如何能夠抑制金屬鋰枝晶生長？本文將對現(xiàn)有的方法進行總結(jié)。

電解液修飾

　　金屬鋰與大部分的電解液都不能穩(wěn)定存在，在初始的鈍化過程之后，電解液與金屬鋰的反應(yīng)產(chǎn)物可以穩(wěn)定地保護在負極表面而阻止進一步反應(yīng)的發(fā)生。該方法不需要大幅度地更改電極和電池制造工藝，在經(jīng)濟上可行性較高。目前發(fā)現(xiàn)的有成膜添加劑、沉積添加劑、非原位固態(tài)電解質(zhì)界面膜添加劑等。

固態(tài)電解質(zhì)

　　固態(tài)電解質(zhì)具有高鋰離子電導(dǎo)率、高鋰離子遷移數(shù)、優(yōu)良電化學(xué)及熱穩(wěn)定性、機械性能，因此成為當(dāng)前的研究熱點。采用固態(tài)電解質(zhì)可以部分或者完全解決液態(tài)電解質(zhì)穩(wěn)定性差和安全隱患這些難題。同時，固態(tài)電解質(zhì)擁有較高的機械模量，可以較好地起到抑制枝晶生長的作用。將液態(tài)電解液替換成固態(tài)電解質(zhì)有望解決電池大規(guī)模應(yīng)用時的安全風(fēng)險問題。但是，其較低的離子導(dǎo)率限制其大規(guī)模應(yīng)用。

高鹽濃度電解液

　　高鹽濃度電解液指鹽濃度超過2M的電解液體系，可以視為液態(tài)電解液和固態(tài)電解質(zhì)的中間過渡狀態(tài)，它既擁有液態(tài)電解液的高離子導(dǎo)率，又擁有固態(tài)電解質(zhì)的高安全性和枝晶抑制能力，同時其在提高電池的庫侖效率和循環(huán)壽命方面表現(xiàn)了重要的優(yōu)勢。但是價格較為昂貴，隨著鋰電池的大規(guī)模使用，單位成本可能會逐漸降低。

納米化電解液

　　納米化電解液也表現(xiàn)出了準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)的性質(zhì)，表現(xiàn)了優(yōu)異的抑制枝晶生長的效果，具有提高鋰金屬電池循環(huán)壽命的潛力。但是制備過程比較復(fù)雜，材料成本較高。

結(jié)構(gòu)化負極

　　當(dāng)金屬鋰存在一個骨架時，其不僅可以較好地抑制枝晶的生長，而且能夠緩解在充放電過程中的體積膨脹問題。因此，通過金屬鋰中引入骨架，是實現(xiàn)金屬鋰的安全高效運轉(zhuǎn)的新途徑。近日，來自斯坦福大學(xué)的研究人員就通過將銅絲纏繞成彈簧，將橡膠注入到螺紋中，再電沉積鋰金屬的方法，制備出了具有穩(wěn)定機械性能和電化學(xué)性能的可拉伸鋰金屬負極[1]。

　　鋰金屬作為高比能電池核心材料得到了業(yè)界的廣泛關(guān)注，但是，要將其大規(guī)模應(yīng)用到實際之中，還面臨著許多的挑戰(zhàn)。

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