據(jù)瞭解，南開(kāi)大學(xué)梁嘉傑、陳永勝教授課題組與江蘇師範(fàn)大學(xué)賴超課題組合作提出了解決鋰枝晶的新優(yōu)化策略，成功製備了具有多級(jí)結(jié)構(gòu)的銀納米線—石墨烯三維多孔載體，並負(fù)載金屬鋰作為複合負(fù)極材料，提高鋰電池性能，增加使用壽命。
眾所周知，鋰枝晶是指採(cǎi)用液態(tài)電解質(zhì)的鋰電池在充電時(shí)，鋰離子還原時(shí)形成的樹(shù)枝狀金屬鋰單質(zhì)。枝晶斷裂不僅會(huì)導(dǎo)致電池容量衰減，壽命打折，還可能刺透隔膜使電池短路起火引發(fā)安全問(wèn)題。雖然世界各國(guó)鋰電行業(yè)專家在鋰電池負(fù)極材料上取得非凡的成就，但是依然無(wú)法抑制金屬鋰在大電流密度充放電下枝晶產(chǎn)生以及電極體積膨脹的問(wèn)題，因此鋰電池的長(zhǎng)壽命、大容量“快充快放”還是一個(gè)艱難的問(wèn)題。不過(guò)，最新一期《先進(jìn)材料》發(fā)表，指出了銀納米線—石墨烯載體可抑制鋰枝晶產(chǎn)生，可以緩解這個(gè)難題。
梁嘉傑說(shuō)，“把金屬鋰沉積到具有三維網(wǎng)路結(jié)構(gòu)的多孔集流體中構(gòu)建金屬鋰複合負(fù)極材料，是目前解決上述困難的有效途徑之一?！币虼?，課題組提出實(shí)現(xiàn)超高電流密度及超長(zhǎng)迴圈壽命的理想金屬鋰負(fù)極三維載體材料選擇及優(yōu)化策略。
他們採(cǎi)用工業(yè)化生產(chǎn)相相容的塗布—冷幹法，以石墨烯宏觀體三維網(wǎng)路作為機(jī)械骨架，銀納米線二維網(wǎng)路作為導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，製備具有多級(jí)結(jié)構(gòu)的銀納米線—石墨烯三維多孔載體，並負(fù)載金屬鋰作為金屬鋰複合負(fù)極材料。
經(jīng)測(cè)試，該材料的比容量可達(dá)2573mAh/g；對(duì)稱電池測(cè)試中，首次實(shí)現(xiàn)在極高電流密度40mAh/cm2下反復(fù)充放電1000周以上，並且過(guò)電勢(shì)低於120mV。在電鏡觀察下，該多級(jí)三維結(jié)構(gòu)載體即使在極大電流充放電的迴圈條件下，仍能成功抑制金屬鋰負(fù)極中鋰枝晶生長(zhǎng)以及電極體積變化。
