蓬勃发展的金属锂负极

张强 ，郭玉国

1清华大学化学工程系，绿色化学反应工程与技术北京市重点实验室，北京 100084

2中国科学院化学研究所，中国科学院分子纳米结构与纳米技术重点实验室，北京 100190

当今，国际格局正在产生重大变革，能源利用从传统化石能源主体逐渐转向低碳可再生能源。以电化学反应为基础的高效储能体系不受地理环境限制。发展高能量密度与高安全性的电化学储能技术，是以可再生能源、新能源汽车工业为代表的能源革命的重要环节。

目前，锂离子电池技术成熟度高，在促进社会智能化、便携化进程中发挥着重要作用。基于电化学插层反应的锂离子电池经过将近三十年的发展，能量密度趋近于理论极限，但仍不能满足当代社会的储能需求。因此，发展高安全高比容量的下一代电极材料势在必行。

作为极具前景的新型储能系统，基于电化学转化反应的金属锂负极理论比容量高达3860 mAh·g−1，远高于目前锂离子插层化学提供的容量，是未来构建高能量密度电池体系的重要选择。然而，金属锂材料自身的高活性给实用化电池体系设计带来了新的挑战。金属锂负极界面不稳定且不均匀沉积形成枝晶，易引发安全隐患，限制了金属锂负极的高效利用1。

金属锂的电化学沉积包括离子传输、锂的形核生长等多个步骤。理解锂沉积规律，并在此基础上调控金属沉积行为是锂负极研究面临的难题2。当金属锂与电解液接触时，会在负极表面反应生成电解质界面层。……