近日，中科院大連化學物理研究所研究員吳忠帥團隊研發出一種三維高導電、親鋰性的MXene/石墨烯多孔氣凝膠新材料，并成功應用于高鋰載量、高容量、無枝晶金屬鋰負極，獲得了高比能、長壽命鋰金屬電池。相關研究成果發表在《美國化學會—納米》上。

金屬鋰具有超高質量理論比容量(3860 毫安時/ 每克)和最低的氧化還原電壓，被認為是一種非常有應用前景的高比能鋰電池負極材料。但由于其存在不可控的鋰枝晶、死鋰，以及充放電過程鋰金屬體積膨脹等問題，導致鋰金屬循環性能差，安全性能低，限制了鋰金屬負極在高比能鋰金屬電池中的實際應用。

這種三維MXene/石墨烯多孔氣凝膠材料可用作鋰金屬的載體，成功構筑出柔性的，具有高鋰載量(3560毫安時/ 每克)、高比表面積(259 平方米/每克)、優異導電性、良好親鋰性能的負極。實現了高的庫倫效率(99%)，顯著提高了金屬鋰負極的循環穩定性。

研究人員還將該鋰金屬負極應用到鋰硫、鋰/鈦酸鋰全電池中，都表現出高的比容量、優異的循環穩定性和倍率性能。這種三維高導電親鋰網絡結構的設計策略為構建高能量密度、長循環壽命的鋰金屬電池提供了新的思路。

相關論文信息https://doi.org/10.1021/acsnano.9b07710

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