據(jù)瞭解，南開大學梁嘉傑、陳永勝教授課題組與江蘇師範大學賴超課題組合作提出了解決鋰枝晶的新優(yōu)化策略，成功製備了具有多級結構的銀納米線—石墨烯三維多孔載體，並負載金屬鋰作為複合負極材料，提高鋰電池性能，增加使用壽命。
眾所周知，鋰枝晶是指採用液態(tài)電解質的鋰電池在充電時，鋰離子還原時形成的樹枝狀金屬鋰單質。枝晶斷裂不僅會導致電池容量衰減，壽命打折，還可能刺透隔膜使電池短路起火引發(fā)安全問題。雖然世界各國鋰電行業(yè)專家在鋰電池負極材料上取得非凡的成就，但是依然無法抑制金屬鋰在大電流密度充放電下枝晶產(chǎn)生以及電極體積膨脹的問題，因此鋰電池的長壽命、大容量“快充快放”還是一個艱難的問題。不過，最新一期《先進材料》發(fā)表，指出了銀納米線—石墨烯載體可抑制鋰枝晶產(chǎn)生，可以緩解這個難題。
梁嘉傑說，“把金屬鋰沉積到具有三維網(wǎng)路結構的多孔集流體中構建金屬鋰複合負極材料，是目前解決上述困難的有效途徑之一?！币虼?，課題組提出實現(xiàn)超高電流密度及超長迴圈壽命的理想金屬鋰負極三維載體材料選擇及優(yōu)化策略。
他們採用工業(yè)化生產(chǎn)相相容的塗布—冷幹法，以石墨烯宏觀體三維網(wǎng)路作為機械骨架，銀納米線二維網(wǎng)路作為導電結構，製備具有多級結構的銀納米線—石墨烯三維多孔載體，並負載金屬鋰作為金屬鋰複合負極材料。
經(jīng)測試，該材料的比容量可達2573mAh/g；對稱電池測試中，首次實現(xiàn)在極高電流密度40mAh/cm2下反復充放電1000周以上，並且過電勢低於120mV。在電鏡觀察下，該多級三維結構載體即使在極大電流充放電的迴圈條件下，仍能成功抑制金屬鋰負極中鋰枝晶生長以及電極體積變化。
