據(jù)外媒報道，武漢工程大學(xué)（WuhanInstituteofTechnology）和重慶綠色智能技術(shù)研究院（ChongqingInstituteofGreenandIntelligentTechnology）的研究人員在《能源化學(xué)》（EnergyChemistry）雜志上發(fā)表了一篇論文，重要涉及在3D碳基鋰負(fù)極中原位生成Li3N濃度梯度，從而形成高度穩(wěn)定的鋰金屬電池。

（：sciencedirect）

目前，由于便攜式電子產(chǎn)品、電動汽車和清潔能源存儲設(shè)備迅猛發(fā)展，開發(fā)高儲能、長壽命的可充電電池已成為當(dāng)務(wù)之急。和標(biāo)準(zhǔn)氫電極相比，鋰具有高質(zhì)量比容量（3860mAhg-1）和低電化電勢（−3.04V），關(guān)于下一代儲能系統(tǒng)來說是最有前景的負(fù)極材料之。

然而，鋰的電化學(xué)不穩(wěn)定性和無主體特性，在鋰電鍍/剝離過程中會引起枝晶不可控生長和體積過分膨脹。這會導(dǎo)致難以彌補的電解質(zhì)消耗和內(nèi)部短路，影響鋰金屬負(fù)極的實際應(yīng)用。

在這項研究中，研究人員采用熱擴(kuò)散法，在碳基框架上原位制備具有Li3N梯度的三維鋰負(fù)極（CC/Li/Li3N）。密度泛函理論計算表明，Li+在Li3N層上的擴(kuò)散能壘，比在鋰表面上低近20倍。這說明在鋰電鍍/剝離過程中Li3N能有效促進(jìn)Li+擴(kuò)散，并能承受高電流密度。

通過原位光學(xué)顯微鏡進(jìn)一步證實，Li3N可以使Li+有效地通過電極/電解質(zhì)界面，并在高電流密度下穩(wěn)步實現(xiàn)無枝晶生長。將這種負(fù)極和LiFePO4正極相結(jié)合，在電解液電池和固態(tài)電芯中，整個電芯表現(xiàn)出良好的循環(huán)穩(wěn)定性和高容量保持率。這表明CC/Li/Li3N負(fù)極具有良好的商業(yè)普適性。