纳米针阵列在改性三维碳膜上的均匀自下而上的Li沉积行为

自从锂离子电池(LIB)成功商业化以来，人类生活已经发生了革命性的变化。然而，现代便携式电子产品增加了能源需求，因此需要具有高能量密度的电池。直接使用锂金属作为阳极被认为是一种有前途的策略，因为它具有超高容量(3860mAhg-1)和低负电化学电势(-与标准氢电极相比为3.04V)。

然而，由于循环性不理想、严重的安全问题和较差的倍率能力，目前无法使用锂金属。一个特别重要的问题是形成弱固体电解质界面(SEI)层。当锂金属与电解质反应时形成SEI层。由于其不稳定性，SEI层经常因锂金属的体积变化较大而破裂。

SEI的分解导致未反应的Li暴露，随后与液体电解质反应形成更多的SEI，从而在循环过程中导致电池失效。此外，不均匀的成核和针状锂枝晶的形成是限制使用锂金属作为阳极的其他关键问题。这是由于局部电流密度增加造成的，最终刺穿了分离器，从而引起安全问题。有必要制定有效的策略来抑制锂枝晶的生长。

近日，厦门大学郑志峰教授团队在《能源化学学报》上发表了一篇题为“锂金属电池用镍/钴氧化物纳米针阵列中丰富的亲锂位点调控均质金属沉积”的手稿。

在木质素衍生的碳膜上生长岩盐型NiO和CoO纳米针阵列，在高电流密度下实现可逆的锂剥离/电镀循环。三维网络的合理结构对促进锂离子通量均匀化、降低局部电流密度具有重要作用。

影片中丰富的亲岩位点抑制了李树枝状的生长和“死”的李地层。独特的三维纳米针阵列可以促进均匀的自下而上的锂沉积。由于其独特的结构，NCO-CNF电极在长达4000h的时间内表现出稳定的锂剥离/电镀循环。

此外，独特结构的底部具有最强的亲锂性能，其次是纳米针的表面和周围的通道。N/P比为0的NCO-CNF/LI|LFP全电池在5.80C下表现出令人印象深刻的可逆性，最多可循环<>次。综上所述，本研究提出了一种设计亲锂衬底以诱导均匀金属沉积的合理策略，这是缓解下一代锂金属电池枝晶问题的潜在有用方法。

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