3D Li-Sn合金/石墨烯箔负极

普适高稳定

三维石墨烯骨架支撑的超薄富锂合金负极，以高比表面积和亲锂成核位点引导锂均匀沉积，同时实现高锂含量和低电位平台，为硫正极提供稳定对电极。

Dong, Cong · Shi, Haodong · Hantao, Cui · Yu, Shengwei · 李月姣 · Ma, Yuxin · Guo, Yunna · 董琰峰 · Zhang L. · Chunzhong, Li · Yu, Yan · 吴忠帅

Energy Storage Materials 2025

具体参数

锂含量

{'zh': '3282', 'en': '3282'} mAh g⁻¹

电位平台

{'zh': '0.03', 'en': '0.03'} V vs. Li/Li⁺

厚度

{'zh': '10–50', 'en': '10–50'} μm

循环寿命

{'zh': '1200', 'en': '1200'} h

临界电流密度

{'zh': '4', 'en': '4'} mA cm⁻²

容量保持率

{'zh': '97.8', 'en': '97.8'} %

面容量

{'zh': '>3', 'en': '>3'} mAh cm⁻²

技术优势

抑制锂枝晶

高比表面积石墨烯骨架使亲锂的Li22Sn5成核位点均匀分布，引导锂离子在沉积过程中优先向合金相内部沉积，避免枝晶形成。

界面稳定

石墨烯的高强度和三维连续结构确保负极/固态电解质界面在脱锂过程中保持稳定接触，防止分层。

超高锂含量

富锂合金负极提供3282 mAh g⁻¹的锂含量，同时保持0.03 V vs. Li/Li⁺的低电位平台，确保高能量密度。

应用场景

• 全固态锂硫电池：解决锂金属与固态电解质界面不稳定和枝晶问题，延长电池寿命。
• 高比能负极：高锂含量和低电位平台确保阳极不拖累全电池能量密度。
• 无锂枝晶负极：亲锂成核位点引导均匀沉积，从源头消除枝晶。
• 高载量硫正极：在高硫载量下仍保持高面容量，匹配高负载正极。