这种表面修饰手段竟能稳定金属锂负极

    金属锂作为锂二次电池负极，兼具超高比容量和十分低的电化学电位的长处。然而，锂枝晶成长带来的安全性问题以及副反应等，很大程度上约束了锂金属负极的使用。研讨标明，经过以下几种办法能够在一定程度上缓解枝晶成长等相关问题：
    (1)具有较低Cs+浓度的电解质能够耗费低电流下成长的枝晶。
    (2)电解质添加剂、高的锂盐浓度、预处理、人工非原位润饰等。可是，大多数在锂外表构成维护层的手法，都会构成电子/离子电导率和机械安稳性下降，而且仅在数百次的低电流循环下才有用。
    在这里，加拿大滑铁卢大学Linda F. Nazar教授课题组报道了一种十分高效的办法按捺锂枝晶——在金属Li外表经过原位构成由锂基合金(Li13In3, LiZn, Li3Bi或许Li3As)组成的外表膜，表现出较快的离子搬迁速率。
    a和b别离是新鲜锂金属(a)和Li13In3|Li复合负极(b)在2mAh/cm^2下的图画; Li13In3|Li复合负极在未电镀前的截面图画(c)，Li13In3|Lii复合负极在2mAh/cm^2下的横截面图(d)以及相应的背散射电子模式图画(e), d和e中的赤色虚线勾勒出电堆积的Li；新鲜的锂(f)和复合Li13In3|Li电极(g)在对称通明电池光学显微图画。
    a,无维护的锂箔经受枝晶成长;b，合金/LiCl维护的Li箔s上构成电位梯度的维护层(E)，而且经过～10μm膜具有杰出的界面增强Li+电荷转移才能，这两个要素都按捺枝晶成长；(b)中的暗影橄榄区是界面，合金相和非晶/纳米晶体LiCl相别离以橙色和浅蓝色表明.
    得益于高导电性的富锂合金膜和电子绝缘的副产物LiCl二者的协同作用，该锂金属电极表现出优异的电化学功能。在2mA/cm^2下可安稳循环达700次(1400小时)，而且在与Li4Ti5O12(LTO)电极配对时，以5C倍率(1C=1Li/h)可安稳循环1500次。对循环后的材料进行非原位SEM测验，发现在合金层下发生了Li堆积现象，由此标明该办法得到的富锂合金能够有用改进锂枝晶的生成问题。
    组成过程:
    锂维护电极制备：在小于1ppm氧气和湿气的氩填充手套箱中，将锂金属箔(99.9％，Aldrich)抛光至外表发光。抛光后，将锂箔浸入在含有0.167M MClx的四氢呋喃(THF)溶液中20秒(M= As，In，Zn或Bi)。从THF溶液中取出后，小心肠除掉锂箔上过量液体。然后将箔用THF漂洗，在室温下真空枯燥两天，并切成11mm圆形，用于电化学电池中的研讨。
    Li13In3体相制备：铟箔和锂箔在使用前进行抛光。丈量所需量的箔堆叠在一起。在12mm直径的模具中，用4吨压力限制叠层箔30分钟。一切过程都在Ar填充的手套箱中进行。