本文摘要：锂离子电池对日常生活产生了深刻的影响，商业化的碳负极用锂离子电池现在基本上与其理论容量相似，在手机电子设备、电动汽车和大规模能源储存等方面不能拒绝更低的应用。在可用于锂电池负极的材料中，金属锂具有仅次于理论能量密度(3860mAhg-1或2061mAhcm-3 )的低电化学电势(相对于标准氢电极为3.04V )，如Li-S和Li-空气电池等但是，金属锂负极在实用化中容易生成枝晶，解决问题的安全性和稳定性问题是目前金属锂负极研究的重点。

锂离子电池对日常生活产生了深刻的影响，商业化的碳负极用锂离子电池现在基本上与其理论容量相似，在手机电子设备、电动汽车和大规模能源储存等方面不能拒绝更低的应用。在可用于锂电池负极的材料中，金属锂具有仅次于理论能量密度(3860mAhg-1或2061mAhcm-3 )的低电化学电势(相对于标准氢电极为3.04V )，如Li-S和Li-空气电池等但是，金属锂负极在实用化中容易生成枝晶，解决问题的安全性和稳定性问题是目前金属锂负极研究的重点。最近，斯坦福大学材料科学与工程系的崔巌教授在NatureNanotechnology上发表了题为“Revivingthelithium Metalanode Forhigh-energy Batteries”的综述， 第一个系统是对现在的金属锂负极的总览图1 .金属锂负极的挑战在金属锂负极实用化之前，必须解决安全性和循环稳定性等不存在的挑战。在充放电循环中锂不均匀地分布堆积而构成枝晶，电池短路。

同时低库仑效率和正在迅速增长的锂负极的超强电位也不会导致容量的急剧减少。为了解决这些问题，必须更好地理解界面化学、锂析出的不道德及其联系。1.1锂表面固体电解质界面的构成固体电解质界面(SEI )是电池研究的重点。

因为Li /Li有高度优良的电化学势，所以任何电解质都可以在锂表面还原，通过腐蚀SEI来解决问题。但是，金属锂负极对SEI的排斥高，锂上的SEI必须具备低的锂离子导电率和良好的电子屏蔽能力，成分、形态、离子导电率都必须相同。由于循环中的界面缓慢而大，SEI拒绝具有良好的灵活性和灵活性。

烷基碳酸锂和醚类是仅限于锂负极的两种最重要的电解质，提高碳酸盐电解质中的锂负极，将来代替以往的碳负极，大幅提高电池容量。发展醚类电解质中的锂负极对将来lis和li空气电池的发展并不不利。

更重要的是，这两个电解质系统SEI的构成机制类似于在一个系统中的发现适用于另一个系统。1.2锂枝晶生长理论工业用大电流电镀Cu、Ni、Zn等金属时，阳离子逐渐被消耗，产生超过电极表面电中性的空间电荷层，金属的不均匀分布堆积，有时产生枝晶生长现象。但是在锂电池中，锂枝晶的构成机理不同，必须考虑界面化学的影响。锂的还原电极电极电位低，表面不自发地构成SEI层。

如果SEI的锂离子电导率不平衡，就不会产生不均匀分布温度梯度。另外，由于循环过程的体积变化，SEI不会产生很多裂纹，相反锂的不均匀分布堆积不会加剧。枝晶锂的生长是一个自我强化的过程。1.3比较体积变化的所有电极材料在充放电循环过程中都经历了体积变化，甚至商业化的石墨电极也有10%的体积变化。

另一方面，在金属锂中，由于没有本体，因此体积变化更大。从简单的观点来看，单边商用电极的面积电容必须超过3mAhcm吗？ 2 .对锂来说没有14.6m的体积变化。

这个数值将来不会再大，意味着著在循环中锂界面的移动不会超过几十微米。

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