近日，江苏省高效储能技术与装备工程实验室成员朱春宇教授，饶中浩教授，盛楠副教授与日本北海道大学合作在Chemical Engineering Journal与Journal of Materials Chemistry A发表了锂金属方面的系列研究成果。论文通讯作者为朱春宇教授，第一作者为朱春宇教授与北海道大学Habazaki教授共同指导的研究生。
锂金属负极具有超高的比容量（3860 mAh/g）,较低的氧化还原电位（-3.04 V vs RHE）和较低的重量密度（0.534 g/cm3）,被视为是构建新一代高比能二次电池的最佳负极选择。然而，巨大的体积变化与不可控制的锂枝晶生长等问题，导致低的库伦效率与潜在的安全隐患，限制了锂金属负极的实际应用。近年来，三维多孔集流体﹑人工保护层和改性隔膜等方法被研究人员用来抑制锂枝晶的生长。
作者们自主开发了基于“衍生施魏策尔试剂—纤维素模板法”制备三维多孔金属集流体的新方法。实验以棉纺织物为模板，利用衍生施魏策尔试剂（醋酸铜或醋酸镍溶于浓氨水制得的铜氨络合物溶液）与纤维素模板的良好吸附特性，历经棉纺织物模板固型-燃烧去除模板-氢气还原一系列处理，制得具有棉纺织结构的三维多孔金属（铜或镍）集流体。由于三维多孔集流体对锂金属沉积的限域作用，可以显著缓解锂枝晶的生长。为进一步提升锂沉积的均匀性并改善界面特性，作者们在纺织金属镍上进一步引入Ag2S纳米颗粒，形成具有亲锂特性的多孔集流体表面与稳定的SEI膜，从而促进了锂金属的均匀沉积，大幅度提高了在高倍率条件下的充放锂性能。该工作对于新型三维多孔金属结构体的制备与锂金属负极枝晶问题的解决具有一定的指导意义。
论文连接:
1. Zhu, R.; Zhu, C.*; Sheng, N.; Rao, Z.; Aoki, Y.; Habazaki, H. A widely applicable strategy to convert fabrics into lithiophilic textile current collector for dendrite-free and high-rate capable lithium metal anode. Chemical Engineering Journal 2020,338，124256. (JCR一区，IF=8.355)
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894720302473
2.Zhu, R.; Sheng, N.; Rao, Z.; Zhu, C.*; Aoki, Y.; Habazaki, H. Employing a T-shirt template and variant of Schweizer's reagent for constructing a low-weight, flexible, hierarchically porous and textile-structured copper current collector for dendrite-suppressed Li metal. Journal of Materials Chemistry A 2019,7 (47), 27066-27073. (JCR一区，IF=10.733)
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/TA/C9TA10912A