基于固体溶液的金属合金相用于高可逆锂金属阳极

锂金属电池是高能量密度储能的重要设备，但锂金属阳极与电解液反应剧烈，形成不可控的树枝晶，可能导致不良的寄生反应，从而导致循环稳定性差并引发安全隐患。尽管在部分解决这些问题方面取得了显著进展，锂金属仍然在电极/电解液界面处沉积，在这里寄生反应和树枝晶的形成不可避免地发生。在这里，我们展示了锂原子向厚度为数十微米的金属箔片内生长的镀层，同时避免表面沉积，这种生长是由可逆固体溶液基合金相变化驱动的。固体溶液合金相的锂化允许表面新生成的锂原子沉入金属箔中，而可逆的合金相变化伴随着在脱锂过程中发生的去合金化反应，该反应从金属箔内部提取锂原子。所得到的无树枝晶锂阳极产生了99.5 ± 0.2%的提高库仑效率，具有1660 mA h g-1（3.3 mA h cm-2）的可逆容量。