该论文着重归纳总结了马志鹏、宋爱玲、邵光杰团队在磁流体效应调控锂金属沉积方面的研究进展。团队在碳布基底上生长铁磁性CC@CoF2/C纳米阵列,实现了均匀、无枝晶的深层锂沉积。有限元模拟、原位表征和电化学测试表明,纳米片阵列通过洛伦兹力调控Li+成核位点,抑制枝晶生长,并形成富含LiF的固态电解质界面。该复合负极对称电场在1 mA cm-2电流下表现出超10,000 h长循环寿命,配对LiFePO4正极后在2C倍率下循环1000次容量保持率达92%。为开发磁性材料以调控锂金属在深度电镀过程中的稳定和均匀沉积提供了新的思路。
随着电动汽车、3C电子产品等新能源市场的快速发展,以石墨 (372 mAh g−1) 为插层负极的传统锂离子电池已经接近理论能量密度极限,很难满足社会进步的需求。由锂金属和高压阴极组成的锂金属电池可以提高电池的能量密度。然而,由于锂离子富溶剂的溶剂化结构导致锂离子溶剂化团簇的LUMO较低,使得传统的碳酸酯基电解质与锂金属的反应性很强,导致锂枝晶的生长和死锂的形成。