鎵基金屬液體具有很高的理論容量，被認為是室溫液態金屬堿離子電池的一種有前途的負極材料。然而，由于液體金屬的體積膨脹和不穩定的固體電解質界面，堿性離子電池液態金屬負極的電化學性能，特別是循環穩定性受到了強烈的限制。

在此，浙江大學蔣建中，燕山大學黃建宇等人通過設計鎵銦液態金屬納米粒子（EGaIn@C LMNPs）上的碳封裝解決了上述問題。鋰離子電池具有優異的循環穩定性（1.0 A g^?1下800 次循環后為644 mAh g^?1），并且具有出色的循環穩定性（1.0 A g^?1下2500次循環后為87 mAh g^?1，82.3%鈉離子電池通過液態金屬負極的碳封裝來實現容量保持。

通過原位透射電子顯微鏡實時測量不僅揭示了 EGaIn@C LMNP 在電化學反應過程中的形態和相變化，還揭示了其優異性能的根源，即EGaIn@C核殼結構有效地將LMNPs的不均勻體積膨脹從約160%抑制到127%，提高了LMNPs的電導率，并表現出優異的電化學動力學并有自愈現象。

圖1. 結構表征

總之，該工作開發了一種新的原位碳封裝策略來封裝液態金屬納米顆粒作室溫堿離子電池負極，該納米顆粒表現出優異的自修復效果。GH導電碳殼的原位封裝提高了反應動力學，避免了LMNPS的團聚。核-殼結構使EGaln@C-4電極在Li⁺和Na⁺電池中具有低倍率性能和長循環穩定性。原位TEM觀察表明，碳殼促進離子的傳輸和抑制不均勻的體積膨脹，提高了電化學性能。因此，該項工作提供了一個通用的策略，以提高性能的室溫堿性離子電池的液態金屬負極。

圖2. 電池性能

Alkali-ion Batteries by Carbon Encapsulation of Liquid Metal Anode, Advanced Materials 2023 DOI: 10.1002/adma.202309732