同济快讯

当前位置: 首页 > 同济快讯 > 正文

化学科学与工程学院沈力/张弛团队实现面向实用化金属电池的亲锂合金金属负极的认知与设计,成果发表于《先进材料》

来源:化学科学与工程学院   时间:2026-01-16  浏览:

金属锂负极因其超高理论比容量(3860 mAh g⁻1)被广泛认为是下一代高比能电池的理想负极材料。然而,金属锂在实际应用中仍受制于制造性不足和循环稳定性差等关键瓶颈。近年来,亲锂合金金属负极(代称LAMA)通过引入锂-合金化金属及其衍生物,在调控锂成核与沉积行为方面展现出显著优势,可有效降低成核过电位、抑制枝晶生长,并显著提升负极的机械性能和可制造性,逐渐被视为实现实用化金属电池的极具潜力的解决方案。然而,亲锂性的本质内涵及亲锂材料在实用性LAMA中的作用机理仍缺乏系统认识。鉴于此,基于课题组前期工作及相关领域最新进展,同济大学沈力研究员、张弛教授课题组在《先进材料》(Advanced Materials)上发表了题为“Understanding and Designing Lithiophilic Alloyed Metal Anodes for Practical Metal Batteries”的综述性文章。

 

文章从实际应用出发,首先深入分析了制约超薄锂金属箔制造性和循环寿命的核心挑战,并在此基础上,首次构建了系统的亲锂性描述符框架,涵盖经验指标、核心热力学和动力学参数,以及电子结构和结构稳定性等多维描述符,以提供精准而系统的定义,阐明亲锂材料如何通过物理化学机制有效抑制锂枝晶生成并提升负极性能。随后,文章深入分析了当前最先进的LAMA设计与制备策略,涉及体相亲锂合金的LAMA、界面工程型LAMA和改性集流体型LAMA,同时延伸探讨了无负极和全固态电池等前沿构型。最后,对LAMA的发展与挑战进行了总结与展望,推动LAMA领域从概念验证向应用驱动研究转型,最终实现其在工业可行的锂金属电池中的部署。

沈力研究员和张弛教授为论文共同通讯作者。研究工作得到了杨金虎教授的指导与支持。该项研究获得国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费专项资金资助。

论文链接:https://doi.org/10.1002/adma.202521469

 

联系我们

同济大学 版权所有    上海市四平路1239号 021-65982200

同济大学新闻中心主办    E-mail:newscenter@tongji.edu.cn

沪ICP备10014176号    沪公网安备:31009102000038号    沪举报中心