锂金属不锈钢复合负极的制备与研究文献综述

文献综述（或调研报告）：

高性能锂金属复合电极的制备与研究

摘要：金属锂负极具有高的比能量，低的电极电势，是构建高容量电池的理想电极。但是金属锂负极存在锂枝晶生长和固体电解质界面相(SEI膜)不稳定等问题，在循环过程中，体积变化和应力释放会导致SEI膜破裂，锂离子会再在该处沉积形成锂枝晶，持续生长的锂枝晶易造成电池内部短路和降低库伦循坏效率，因此阻碍了它的大规模应用。本文针对金属锂复合电极安全性差和循环性低等问题，指出了锂枝晶生长是造成安全性差的主要原因，金属锂负极表面的SEI膜的变化是造成循环性能差的主要原因，并调研了比较前沿的金属锂负极改性研究，比如泡沫锂复合电极、碳基复合电极、锂包覆聚合物基体电极等，以达到提高锂电极安全性和循环效率的目的。

关键词：锂金属负极；安全性；循环性；SEI膜; 枝晶生长；

一、引言

随着人类社会的进步和科技的发展，对绿色高效的新能源和储能技术需求越来越大。金属锂金属负极具有高达3860mAbull;h/g的理论比容量和-3.04 V的超负电极电势（相对于标准氢电极），是构建高比能电池的理想电极^[1]。但是由于锂枝晶的持续生长，使电池正负极相连造成短路，甚至引起火灾或爆炸；此外，循环过程中SEI膜的不断破裂与修复，造成金属锂本身和电解质的不可逆消耗，降低循环效率。安全性差和循环率低限制了锂电池的大规模应用，因此开发高性能复合电极成为研究热点。

目前商业化的锂离子电池负极材料主要是石墨等碳类材料，然而石墨的理论比容量仅为372mAh/g，使得以石墨为负极的锂离子二次电池受到理论能量密度的限制，难以满足新能源技术飞速发展对高能量密度二次电池的需要^[2]。

用金属锂作为负极材料取代碳类材料，将获得高理论比容量的电池。若能解决充放电过程中锂枝晶的生长问题，将推动高能量密度二次电池的大规模商业化应用。

二、金属锂负极存在的问题

2.1安全性