山东大学胡成、英国萨里大学蔡琼教授,AM:动力学-热力学协同增强{110}织构实现稳定的锂金属负极
能源学人
2026-05-26 19:20
文章摘要
本文针对锂金属负极因枝晶生长和界面不稳定导致的低库仑效率和安全隐患问题,提出了一种动力学与热力学协同调控的新策略。研究通过在亲锂的锡修饰铜基底上,于高电流密度下沉积锂,利用锂-锡合金化反应形成的Li7Sn2中间层促进锂的二维成核与平面生长。该生长模式使得晶粒顶部表面能主导,热力学上驱使具有最低表面能的Li(110)晶面平行于基底,同时与高电流密度下对<110>方向的动力学择优生长协同,显著增强了{110}织构(体积分数提升近两倍),并抑制了竞争性的{111}织构。实验表明,该策略制备的锂金属负极实现了99.68%的平均库仑效率和低过电势。采用该负极与LFP正极组装的全电池,在低N/P比(1.8)和贫电解液(E/C比=6.4 µL mAh-1)的严苛条件下,于0.5C倍率下稳定循环超过280圈。该研究为开发稳定、安全的下一代锂金属电池提供了有效途径。
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