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目前學界為抑制鋰 (Li) 枝晶和提高鋰金屬電池的循環穩定性以促進其商業應用，已經開展了相當多的研究。通過可擴展的方法設計連續、多孔隔膜改性層對于整流鋰離子通量，調節鋰成核和沉積行為，最終提高鋰金屬負極的電化學性能具有重要意義，但到目前為止這仍然是一個巨大的挑戰。

在此，廈門大學謝清水副教授等人通過可擴展的方法提出了具有均勻納米孔的連續鋅（Zn）納米顆粒組裝膜作為隔膜的改性層。當液體電解質中的Li⁺被Zn膜捕獲時原位形成LiZn合金，LiZn合金對于Li的成核和擴散具有高表面能和低擴散勢壘。

因此，精心設計的LiZn合金整流層具有分布均勻的 Li⁺擴散路徑，不僅可以使 Li⁺通量均勻，同時也引導LiZn層表面均勻的鋰成核，并賦予鋰向負極的反向生長。

圖1. 多孔鋅膜改性隔膜（Zn-PP）的合成方案及鋰沉積示意圖

當應用于具有傳統碳酸鹽基電解液的Li||LiFePO₄全電池時，改性隔膜可在5 C以及在高達19.72 mg cm^-2的商業質量負載下循環120次后具有144 mAh g^-1的出色可逆容量。

優異的電化學性能歸因于改性層誘導的無枝晶反向鋰沉積，其親鋰特性可調節隔膜上的均質鋰成核以及其分布均勻的納米孔，用于均勻鋰離子通量和增強電解液潤濕性。

圖2. Zn-PP對電解液中鋰離子通量的模擬計算

Dendrite-Free Reverse Lithium Deposition Induced by Ion Rectification Layer toward Superior Lithium Metal Batteries, Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.202104081

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廈大謝清水AFM: 由離子整流層誘導的無枝晶反向鋰沉積，用于鋰金屬電池

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