成果简介
锂（Li）金属负极因其比容量高、氧化还原电位低而受到学术界和工业界的广泛关注。然而，失控的Li枝晶生长和低的库仑效率（CE）严重阻碍了其实际应用，尤其是在快充领域。近日，北京理工大学陈人杰教授，李丽副教授等研究人员在《Adv. Energy Mater》期刊发表名为“From Flower-Like to Spherical Deposition: A GCNT Aerogel Scaffold for Fast-Charging Lithium metal Batteries”的论文，研究通过简单的一锅水热反应制备了一种石墨烯/CNT复合材料（GCNT）气凝胶，用于快充电锂金属电池。
研究发现，两组分相互约束，从而得到具有高比表面积、高孔隙率的微/纳米复合材料。在Cu箔上，GCNT主体可以诱导球形Li沉积，而不是花状Li沉积，即使经过长时间的循环CE测试和LFP测试，复合Li负极仍然无枝晶和无裂纹。在标准的半电池测试中，GCNT气凝胶电极在1 mA cm2的电流密度下可保持97.7%的高CE，循环430次。在容量为8mAh cm2时，对称电池在8mA cm2的高电流密度下也表现出稳定的循环性能和低电压滞后。此外，与LFP正极和NCM811在极配对的全电池都表现出令人印象深刻的倍率性能和长时间循环，同时可在大电流下保持超大容量。研究工作为3D导电碳体的设计提供了见解，并将促进用于高能量密度应用的快充锂金属电池的发展。
小结
总之，通过简单的一锅水热反应开发了一种用于快速充电锂金属电池的石墨烯/碳纳米管复合主体。两种组分都相互限制，可以获得具有高表面积和高孔隙率的微/纳米结构复合材料。