第一作者：刘铭、马江珊为共同一作
通讯作者：马志鹏、宋爱玲、邵光杰
通讯单位：燕山大学环境与化学工程学院
论文DOI：10.1002/adfm.202416527
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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。
背景介绍
锂金属电池(LMBs)因其超高理论比容量和低电位，成为下一代高能量密度电池的潜力候选。然而，锂枝晶生长和固态电解质界面(SEI)不稳定性导致的容量衰退和安全隐患，严重制约了LMBs的应用。锂枝晶在沉积/剥离过程中会破坏SEI层，导致锂金属暴露，引发副反应和死锂形成，从而降低库仑效率和循环稳定性。为了解决这些问题，研究者提出了包括功能化SEI层、三维(3D)集流体等策略，但现有方法仍未能完全解决深层锂沉积和枝晶抑制问题。近年来，磁场的引入被作为一种新策略来调控锂离子的沉积行为。通过在集流体上引入负载有磁性材料的纳米阵列，如CoF2纳米颗粒，可以产生微磁场，通过洛伦兹力作用优化锂离子的迁移路径，调控锂沉积过程，促进均匀沉积并抑制枝晶生长。与外部磁场不同，内建磁场不需要额外的能量消耗和设备，降低了成本，同时能有效调整电解质流动，进一步优化锂金属的沉积形态，解决现有三维框架在深层沉积方面的不足。
Toc: 铁磁性CC@CoF2/C诱发磁流体效应促使锂深镀沉积，达到抑制枝晶效果
研究出发点
在锂金属电池中引入磁场，用于调控锂离子的深度沉积，包括内建磁场和外部磁场两种方式。磁场的引入可以在锂沉积过程中细化晶粒，促进均匀致密的锂沉积。同时，磁场还可以调节电解液在三维集流体微空间中的流动模式和速度，产生磁流体动力学效应(MHD)，通过洛伦兹
声明：
“燕山大学马志鹏、宋爱玲、邵光杰团队AFM：铁磁性CC@CoF2/C调控锂动态轨迹实现超长深镀沉积锂金属电池” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：燕山大学
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2025年07月09日 ~ 11日 
