中國粉體網(wǎng)訊  在現(xiàn)有的嵌入式鋰離子電池中，即使通過反復(fù)優(yōu)化調(diào)節(jié)電池正、負(fù)極等各個部件使得其各項參數(shù)都能接近于理論值，電池性能卻還是遠(yuǎn)不能滿足理論預(yù)期能量需求。于是，科學(xué)家們著手發(fā)展基于多離子的正極材料，現(xiàn)在獲得較多關(guān)注的有硫正極和空氣（氧氣）正極，均可

大幅提高電池的容量。但是作為無鋰正極，二者都必須要與含有鋰的負(fù)極配對，方可實現(xiàn)實際能量儲存轉(zhuǎn)化的應(yīng)用。這時，鋰（Li）金屬，這一負(fù)極材料再一次進入科學(xué)家們的視野。二次金屬鋰電池是下一代高性能電池候選者之一，開發(fā)出穩(wěn)定高效的金屬鋰電極是發(fā)展二次金屬鋰電池的關(guān)鍵。

鋰金屬負(fù)極具有極高的比容量（3860mAhg^-1）和最低的電勢（-3.040Vvs.標(biāo)準(zhǔn)氫電極），以及極低的體積密度（0.534gcm^-3），是下一代高能量密度電池最具有前景的負(fù)極材料之一。鋰金屬電池的可存放時間長，充放電電壓穩(wěn)定，工作電壓窗口寬，低溫性能好。

但是，鋰金屬負(fù)極電池投入商用還需要面臨兩個嚴(yán)峻挑戰(zhàn)——安全性和循環(huán)穩(wěn)定性。鋰金屬和大部分金屬類似，在沉積的過程中傾向于形成樹枝的形狀，這就是所謂的枝晶。鋰枝晶的產(chǎn)生首先會造成鋰金屬表面不平整，緊接著枝晶會刺穿隔膜，引起電池短路，從而造成熱失控甚至引發(fā)爆炸。同時，金屬鋰活潑的化學(xué)性質(zhì)在電池循環(huán)過程中會引發(fā)大量的副反應(yīng)，反應(yīng)過程中SEI膜被破壞，形成大量的死鋰，導(dǎo)致電池庫倫效率下降和容量衰減。

充放電過程中鋰枝晶和界面副反應(yīng)是導(dǎo)致金屬鋰電池安全性差和庫倫效率低的主要原因。針對鋰金屬負(fù)極存在的問題，2022年2月22-23日，由中國粉體網(wǎng)主辦的“第三屆高比能固態(tài)電池關(guān)鍵材料技術(shù)大會”將于湖北武漢東方建國大酒店舉辦，屆時將邀請來自廣東工業(yè)大學(xué)的施志聰教授作《高效金屬鋰復(fù)合電極的構(gòu)筑和應(yīng)用》報告。報告主講人從三維集流體的表界面工程以及人工SEI膜構(gòu)筑兩個角度開展了一系列研究，主要包括：1）在泡沫鎳、碳布骨架表面均勻修飾準(zhǔn)單層親鋰AuLi3位點抑制鋰枝晶生長；2）在泡沫銅骨架表面構(gòu)建亞微米多孔銅鋅合金與熱偏析親鋰納米鋅位點協(xié)同抑制鋰枝晶生長；3）原位構(gòu)筑海藻酸鋰等鋰離子固態(tài)電解質(zhì)界面層用于穩(wěn)定鋰金屬負(fù)極。基于以上改性策略，鋰金屬負(fù)極的電化學(xué)性能獲得極大提升。

個人簡歷：

施志聰，廣東工業(yè)大學(xué)特聘教授，博士生導(dǎo)師，新型電池研究所所長。擔(dān)任中國硅酸鹽學(xué)會固態(tài)離子學(xué)分會理事，中國化學(xué)與物理電源技術(shù)協(xié)會專家委員會委員。主要開展新型電池及關(guān)鍵材料的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用技術(shù)開發(fā)，承擔(dān)國家、省部級和企業(yè)委托項目20多項。在Nano Energy和Energy Storage Materials等期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文100多篇，獲得授權(quán)中國發(fā)明專利19個和實用新型專利9個，培養(yǎng)博士后、博士生和碩士生30多人。擔(dān)任廣東省江門市政府新能源電池新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展顧問，獲山東省濱州市“渤海英才”稱號，為多個企業(yè)解決生產(chǎn)技術(shù)難題。

參考資料：

李一鳴. 基于三維集流體的新型鋰電池負(fù)極設(shè)計及構(gòu)建

程乙峰，鐘宜成等. 基于三維多級孔金屬集流體的高性能金屬鋰電極

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