據(jù)科技日報(bào)2016年4月29日報(bào)道,美國科學(xué)家組成的研究團(tuán)隊(duì)，最近在金屬鋰電極的實(shí)際應(yīng)用研發(fā)方面取得重大突破，利用表面“親鋰化"處理的碳質(zhì)主體材料成功制備出一-種復(fù)合金屬鋰電極,此電極可大大提高鋰電池性能。研究團(tuán)隊(duì)對材料表面特殊浸潤性進(jìn)行深人研究后，提出“親鋰性”這一概念,并利用表面“親鋰化"處理的碳質(zhì)主體材料,通過建立“親鋰”的界面材料體系,將金屬鋰融化之后,利用毛細(xì)作用吸入碳纖維網(wǎng)絡(luò)的空隙中，成功制備出含有支撐框架的復(fù)合金屬鋰電極,電極由10%體積比的碳纖維和金屬鋰材料組成。

新研究的復(fù)合金屬鋰電極在碳酸鹽電解液體系的循環(huán)過程中具有較小的尺寸變化、極高的比容量和良好的循環(huán)及倍率性能，其電壓曲線也相對平滑,突破了當(dāng)前制約金屬鋰電池大規(guī)模商業(yè)化的主要問題。該研究成果經(jīng)美國《國家科學(xué)院院刊》在線發(fā)表后，受到業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注，依據(jù)不同材料的浸潤性所提出的“親鋰”“疏鋰”概念，為金屬鋰電極研究提供了新思路，并且對其他領(lǐng)域的研究具有極高的借鑒作用，成果已申請美國發(fā)明專利。

目前商用的負(fù)極材料是將金屬鋰嵌入石墨的層間，成功解決了金屬鋰負(fù)極本征的枝晶和體積膨脹的問題。同理，如果將金屬鋰沉積到其他骨架的空隙內(nèi)部，是否也有望解決金屬鋰的循環(huán)性差的問題。當(dāng)金屬鋰存在一個(gè)骨架時(shí)，不僅可以較好地抑制枝晶的生長，還能夠緩解在充放電過程中的體積膨脹問題。綜上，通過金屬鋰中引入骨架時(shí)實(shí)現(xiàn)金屬鋰的安全運(yùn)轉(zhuǎn)的新途徑。

在當(dāng)代理論、表征與新材料科學(xué)迅速發(fā)展的大環(huán)境下，鋰金屬負(fù)極的研究取得重要突破。作為一種實(shí)驗(yàn)用小型回轉(zhuǎn)窯，鳳谷粉體燒結(jié)爐可以通氣氛，抽真空，一種爐窯多種內(nèi)膽，滿足不同材料的燒結(jié)條件，是實(shí)驗(yàn)、小批量生產(chǎn)、小試線、中試線的理想之選。目前，鳳谷實(shí)驗(yàn)回轉(zhuǎn)窯在硅碳負(fù)極燒結(jié)、煅燒上已經(jīng)有相對成熟的經(jīng)驗(yàn)，為多個(gè)鋰電材料企業(yè)提供燒結(jié)支持，獲得高度認(rèn)可。鋰金屬作為高比能電池核心材料得到了國際科學(xué)與工程界的廣泛關(guān)注。