由美(měi)國斯坦福大(dà)學著名材料學家崔屹與美(měi)國前能(néng)源部部長、諾貝爾物理(lǐ)獎得主朱棣文(wén)組成的研究團隊，最近在金(jīn)屬锂電極的實際應用(yòng)研發方面取得重大(dà)突破。以博士生梁正爲骨幹的研究小(xiǎo)組首次提出“親锂性”這(zhè)一概念，并利用(yòng)表面“親锂化”處理(lǐ)的碳質主體材料成功制備出一種複合金(jīn)屬锂電極，該電極可大(dà)大(dà)提高(gāo)锂電池性能(néng)。

       近年來(lái)，随着便攜式電子設備、電動汽車及可再生能(néng)源的迅速發展，高(gāo)能(néng)量能(néng)源存儲器件成爲新能(néng)源新材料領域的研究熱點之一。金(jīn)屬锂具有極高(gāo)的理(lǐ)論比容量和(hé)理(lǐ)想的負極電位。以金(jīn)屬锂爲負極的二次電池，具有高(gāo)工(gōng)作(zuò)電壓、高(gāo)能(néng)量密度等優勢，使得金(jīn)屬锂成爲當今能(néng)源存儲領域的首選材料。然而，現(xiàn)有锂離子二次電池各項指标諸如容量、循環壽命、充電速度等，均不能(néng)滿足消費者日益增長的需求，因此，新型電極材料的研發成爲重中之重。

       新研究的複合金(jīn)屬锂電極在碳酸鹽電解液體系的循環過程中具有較小(xiǎo)的尺寸變化、極高(gāo)的比容量和(hé)良好(hǎo)的循環及倍率性能(néng)，其電壓曲線也(yě)相對(duì)平滑，突破了(le)當前制約金(jīn)屬锂電池大(dà)規模商業化的主要問題，即金(jīn)屬锂與電解液的副反應，循環過程中的電極尺寸變化，以及锂枝晶的形成。前者很(hěn)大(dà)程度上(shàng)降低(dī)了(le)電池的庫倫效率，影響了(le)其電化學性能(néng)；後兩者則會(huì)給金(jīn)屬锂電池帶來(lái)嚴重的安全隐患。

       針對(duì)上(shàng)述問題，該小(xiǎo)組展開(kāi)了(le)一系列研究。經過多次嘗試後，他(tā)們将目光轉向了(le)納米技術。研究小(xiǎo)組對(duì)材料表面特殊浸潤性進行深入研究後，首次提出了(le)“親锂性”這(zhè)一概念，并利用(yòng)表面“親锂化”處理(lǐ)的碳質主體材料，通過建立“親锂”的界面材料體系，開(kāi)創性地将金(jīn)屬锂融化之後，利用(yòng)毛細作(zuò)用(yòng)吸入碳纖維網絡的空(kōng)隙中，成功制備出含有支撐框架的複合金(jīn)屬锂電極。

       複合金(jīn)屬锂電極由10%體積比的碳纖維和(hé)金(jīn)屬锂材料組成。碳纖維網絡具有良好(hǎo)的導電性，超高(gāo)的機械強度和(hé)電化學穩定性，因此，作(zuò)爲金(jīn)屬锂的主體框架材料是絕佳選擇。與之前的相關研究相比，梁正等人将金(jīn)屬锂融化，并依據不同材料的浸潤性所提出的“親锂”“疏锂”概念，爲金(jīn)屬锂電極研究提供了(le)新思路，并且對(duì)其他(tā)領域的研究具有極高(gāo)的借鑒作(zuò)用(yòng)。

       該團隊這(zhè)一研究成果經美(měi)國《國家科學院院刊》在線發表後，受到(dào)業内的廣泛關注，多家媒體相繼對(duì)其進行追蹤報(bào)道(dào)，被認爲是锂電池研究領域的重大(dà)突破。現(xiàn)這(zhè)項研究成果已申請(qǐng)美(měi)國發明(míng)專利。