近日，我院梁宵教授团队在国际顶级期刊Chemical Society Reviews发表了题为《3D-hosted lithium metal anodes》的综述论文。

锂金属负极的理论容量高达 3860 mAh g-1，是构建高比能电池的理想选择。然而，锂金属负极的不均匀的沉积/剥离行为会导致严重的枝晶生长和较低的库仑效率，限制了其实际应用。三维框架/宿主策略是一种很有前景的方法，可同时缓解体积形变和枝晶生长，但设计和开发能满足实际应用需求的框架材料仍是一个巨大挑战。鉴于此，系统分析和总结框架/宿主材料的潜在设计准则和发展趋势至关重要，可以为未来从事锂金属负极的研究人员提供指导与建议。

文章概述了用于抑制金属锂枝晶生长的框架/宿主材料的调节机制，追溯了其在五个关键阶段的历史发展和最新进展：材料质地选择、亲锂改性、结构设计、多策略整合和实际应用。随后，对框架/宿主的材质与复合负极制备方法进行系统梳理分类，并进一步对不同材质（碳材料、聚合物材料和金属材料）和复合负极制备方法（机械辊压法、热熔融法和电沉积法）的优缺点进行量化分析。此外，针对现阶段实施框架/宿主策略所面临的困境和挑战进行概述分析。最后，讨论了影响框架/宿主的电化学性能的决定因素，以及可能的设计准则与未来发展趋势。本文旨在为研究人员设计用于锂金属负极的先进支架/寄主材料提供指导。

▲框架/宿主抑制枝晶生长的四种策略

▲框架/宿主材料的发展历程

▲三维框架/宿主材质及其制备方法的优劣势对比分析

■电化学储能技术研发中心简介

电化学储能技术研发中心由我院梁宵教授领衔，包括教授2名、副教授1名、助理教授1名。围绕高比能储能二次电池器件的长寿命、低成本和高安全等核心问题，致力于认知电池关键材料微观结构与宏观电化学性能的关联性，从原子、分子水平设计构筑功能型电极材料、界面与电解质，进而基于丰度元素构筑具有本征安全、长寿命属性的新型电化学储能电池体系，包括水系卤素电池、全固态（聚合物、有机-无机杂化）金属锂电池等。正在承担国家重点研发计划国际合作项目、课题、国家自然基金、成果转化及产学研合作等各类项目。先后在Nature Energy(2篇)，Chem. Soc. Rev.，Nature Commun.(4篇)，Angew. Chem. Int. Ed.(2篇)，Adv. Mater. 等期刊共发表SCI论文60余篇，论文总引用13000余次。

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来源 | 电化学储能技术研发中心

编辑 | 贺鑫 梁宵 王心怡

责编 | 李  霞