实现自下而上的锂沉积：一种智能的孔径/亲锂性双梯度三维载体

《ACS Nano》：Enabling Bottom-Up Li Deposition: A Smart Pore-Size/Lithiophilicity Dual-Gradient Three-Dimensional Host

通过在双层碳纸基底中形成正孔隙尺寸梯度与锂亲合性梯度，抑制锂枝晶生长并优化沉积路径，提升锂复合负极的循环寿命和离子扩散效率。

　　

通过引入具有梯度配置的三维基体结构，可以提升锂复合阳极的电化学性能。然而，锂枝晶的生长以及锂在电极表面的优先沉积现象难以抑制，因为传统的亲锂性/导电性梯度在循环使用过程中会迅速减弱。本文通过将熔融的Li–Mg合金注入由大孔碳纤维（CF）层和微孔炭黑（CB）颗粒层组成的双层碳纸基体中，实现了孔径梯度与亲锂性梯度的结合。当CF层位于上层、Li–Mg合金与CB层结合在底层时，所形成的具有正孔径梯度的双梯度电极表现出比非梯度电极、单亲锂性梯度电极以及负孔径双梯度锂复合电极更优异的性能。该对称电池使用正孔径双梯度电极，在碳酸盐基电解质中以1 mA cm^–2的电流密度和1 mAh cm^–2的放电电流运行2200小时后，基于LiFePO₄的全电池在650次循环后仍保持约85.7%的容量。正孔径梯度与亲锂性梯度的协同效应确保了锂的从下到上的沉积过程，并有效抑制了锂枝晶的生长，从而提升了电池的实际应用性能。