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由于不受控制的鋰沉積和大的體積波動，鋰金屬負極表現出較差的循環(huán)穩(wěn)定性，具有3D主體的復合鋰金屬負極顯示出穩(wěn)定的鋰沉積。

然而主體材料的優(yōu)勢是通過各種參數的共同作用來實現的，單一參數對鋰沉積的影響是未知的，這阻礙了主體材料的合理設計。

在此，北京理工大學黃佳琦教授等人展示了一種解耦方法，以深刻解讀主體材料的電導率對鋰沉積行為的影響。作者通過在導電主體表面巧妙地原位形成幾十納米厚的聚合物涂層來調節(jié)主體的電導率，同時保持其他參數幾乎不變，從而達到將電導率的作用與其他參數解耦的目的。

圖1. 不同主體材料上鋰沉積的形態(tài)

結合實際應用，作者采用銅網（CM）和碳纖維（CF）兩種典型主體進行定量分析，結果證明主體的電導率顯著決定了主體附近的電勢分布，然后是鋰離子的傳輸，從而調節(jié)鋰沉積。

具有高導電性的主體明顯提高了多種實用電池系統(tǒng)的循環(huán)性能，優(yōu)于導電性較差的主體。這種解耦方法提供了一種探索單個參數在主體中的作用的新方法，為鋰金屬負極主體材料的合理設計提供指導。

圖2. 各種含鋰復合負極上鋰沉積的光學圖像

Deciphering the Effect of Electrical Conductivity of Hosts on Lithium Deposition in Composite Lithium Metal Anodes. Advanced Energy Materials 2021. DOI: 10.1002/aenm.202101654

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北理黃佳琦AEM: 解讀主體材料電導率對復合鋰金屬負極鋰沉積的影響

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