金属锂作为下一代高能量密度电池的负极材料，具有广阔的应用前景。然而，金属锂的沉积/剥离过程常伴随着高曲折度的枝晶的形成，导致电池寿命短，甚至会诱发安全隐患。迄今为止，研究者们已开发出多种方法来抑制枝晶生长和调节固体电解质界面膜（SEI）的均匀性，从而提升锂金属电池的循环性能。炭材料具有轻质、高导电、多级多孔、化学和物理稳定特性，被研究者们设计成不同类型的材料来调控金属锂的电化学沉积/剥离行为，抑或是调控其表面SEI，甚至是对电池中的死锂进行激活，从而稳定金属锂，优化电池电化学性能。

图1：炭材料作为锂金属电池的不同组成部分（骨架、涂层、电解液添加剂等）发挥多种功能

近日，北京理工大学的黄佳琦教授团队就近年来发表的190余篇论文，系统总结了炭材料在锂金属电池中的应用进展，受邀在《新型炭材料》（New Carbon Materials）上发表最新综述“Advances in carbon materials for stable lithium metal batteries”。该文按照炭材料的特定功能进行分类，总结了炭材料在锂金属电池中作为多功能骨架，以及新兴的功能型电解液添加剂和涂层等方面的最新研究进展（图1），并从结构和化学方面讨论了各种炭材料的优点和局限性。此外，该文也详细分析和评价了面向实用化锂金属电池的复合负极的制备工艺（图2）。最后，就如何推动锂金属电池的应用，展望了未来炭材料可能的发展前景。

图2：锂/炭复合材料的各种制备工艺介绍：（a，b）熔融扩散；（c-e）复合锂粉有机分散液；（f）机械加工；（g）电镀

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文章信息New Carbon Materials

金成滨, 石鹏, 张学强, 黄佳琦. 炭材料在锂金属电池中应用进展[J]. 新型炭材料, 2022, 37(1): 1-24.

JIN Cheng-bin, SHI Peng, ZHANG Xue-qiang, HUANG Jia-qi. Advances in carbon materials for stable lithium metal batteries[J]. NEW CARBON  MATERIALS, 2022, 37(1): 1-24.

期刊官网：http://xxtcl.sxicc.ac.cn

国际版主页：

https://www.sciencedirect.com/journal/new-carbon-materials