锂金属作为下一代负极活性材料越来越受到人们的关注，其主要特性是其能量密度。然而，锂枝晶的形成是其应用面临的主要挑战。
近日，韩国科学技术院Sanha Kim，韩国机械材料研究院Jae Young Seok研究了一种增加结构尺寸和层次的锂金属阳极设计策略，以稳定枝晶的形成，延长循环寿命和高可逆性。
文章要点
1）研究人员采用不同长度尺度的结构设计制作了不同结构集流体(CCs)，并将其表征为锂金属负极。这种分层结构(即微腔内的纳米结构)不仅可以降低整个阳极表面的电流密度，还可以将局部电场集中到微腔内，诱导Li在微腔内优先成核，促进Li的限制生长。
2）结果表明，引入结构层次可以使循环寿命提高364%，库仑效率> 90%，提高266%。通过探索通过向内生长机制实现更大性能的分层CC的实际一步制造，扩展了设计策略。
本研究利用定制的表面几何形状来抑制锂枝晶，阐明了锂向内生长的机理，可为锂金属电池结构负极CCs的设计提供指导。
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参考文献
Inyeong Yang, et al, Structurally Tailored Hierarchical Cu Current Collector with Selective Inward Growth of Lithium for High-Performance Lithium Metal Batteries, Adv. Energy Mater. 2022
DOI: 10.1002/aenm.202202321
https://doi.org/10.1002/aenm.202202321