鋰枝晶的不可控形成和鋰沉積/剝離過程中不必要的電解液消耗一直是開發安全穩定鋰金屬電池的主要障礙。

上海大學王勇等人報道了一種通過簡易氧化-浸漬-還原方法制備的黃瓜狀親鋰復合骨架（CLCS），作為沉積鋰金屬的負載物，以提高電化學性能并延長鋰金屬電池的壽命。

具體而言，許多親鋰基團（吡啶N、吡咯N和CuxCLCS中的N位點）表現出與鋰原子的強結合，從而提高了鋰離子的均勻分散程度，并促進隨后無枝晶的鋰沉積。

此外，在恒電流充電/放電過程中可以進行逐步的鋰沉積和剝離，抑制鋰的集中成核，同時避免鋰的過度生長。

圖1 CLCS的合成過程示意圖及不同的鋰沉積和生長行為

由于這些優點，基于CLCS的電池在700次循環中表現出97.3%的高庫侖效率，并且對稱電池的壽命延長至2000小時。

采用LiFePO₄(LFP)正極和CLCS@Li負極組裝的全電池以0.2 A g^-1的電流密度在600次循環后表現出110.1 mAh g^-1的高容量，采用SeS₂正極和CLCS@Li負極組裝全電池以1 A g^-1的電流密度在500次循環后表現出491.8 mAh g^-1高容量。

圖2 全電池性能

Dendrite-Free and Stable Lithium Metal Battery Achieved by a Model of Stepwise Lithium Deposition and Stripping. Nano-Micro Letters 2021. DOI: 10.1007/s40820-021-00687-3