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在鋰金屬電池(LMB)中裝備薄鋰金屬負極(LMA)對于實現電池的高能量密度是必不可少的。然而，薄LMA的循環穩定性非常差，尤其是在高放電深度(DOD)下。

在此，香港理工大學鄭子劍團隊報道了通過選擇性潤濕Janus結構導電織物上的熔融鋰(Li)快速制備穩定且薄的LMA，在導電框架的一側產生薄的Li(3.0mg cm^-2)涂層。與均質復合負極相比，這種鋰織物復合負極不僅顯著減少了80%的鋰金屬使用量，而且通過疏鋰-親鋰框架和上部緩沖空間提高了循環穩定性。在75%的高DOD下，Janus結構負極表現出超過3000小時的超長循環壽命。配備鋰織物復合負極的LMB表現出30%的增強能量密度，具有2000次的長循環壽命，并且每次循環的容量保持率為99.94%。

圖1. 制備流程及結構表征

總之，該工作報告了一種簡單而有效的選擇性潤濕策略，該策略實現了具有薄鋰涂層(3mg cm^-2)的穩定的鋰織物負極的快速制造。在對稱電池研究中，Janus負極電池表現出超穩定的電化學性能，即使在高DOD(10 mAh cm^-2，10mA cm^-2)下，循環壽命超過3000小時。這主要歸因于其Janus疏鋰-親鋰紡狀結構和上部緩沖空間，其可以引導定向Li沉積，促進Li沉積/剝離動力學，并保持穩定的電極界面，從而實現循環穩定性和工作壽命的顯著改善。

LCO//Janus負極電池提供了2000次循環的超長壽命，并且在1 C下具有超過99.9%的優異循環保持率。當與LFP正極配對時，LFP//Janus負極電池的循環壽命延長至950次，能量密度提高了30%以上。最后，軟包電池進一步展現了出色的電化學穩定性和優異的靈活性。因此，選擇性潤濕的簡易策略是實現高性能LMB的薄LMA的方便、可靠和有前途的方法。

圖2. 全電池性能

A Thin, Stable, and Flexible Janus Lithium-Textile Anode for Long-Life and High-Energy Lithium Metal Battery, Advanced Energy Materials 2023 DOI: 10.1002/aenm.202303088

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港理工鄭子劍AFM：柔性Janus 鋰紡織負極用于高能鋰金屬電池

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