均匀锂沉积中Cu₃P纳米线原位转化为混合离子/电子导电骨架
摘要：由于高理论比容量（3860mAh·g⁻¹）和低氧化还原电位（-3.04V），金属锂作为下一代高能量密度锂金属电池阳极而备受关注。然而，锂枝晶、“死锂”、无限体积变化和脆弱的固体电解质界面（SEI）等问题在镀/剥锂过程中不断出现，导致的严重库仑效率衰减和安全隐患阻碍了其实际应用。在此，通过功能化框架，以磷化铜网作为反应物压至Li片上后揭开，Li片将发生发生如下反应Cu₃ P+Li-->Li₃ P+nano Cu ，nano Cu+Li--> Cu–Li alloy。如上Cu₃ P纳米线的均匀锂沉积行为和增强的库仑效率，是由于形成了混合离子/电子传导骨架（MIECS）。特别是，通过评估吉布斯自由能变化，Cu₃ P和熔融Li之间的化学反应方便的用于构建包含Li₃ P和Cu–Li合金相的MIECS。Cu₃ P纳米线成功转化为Li₃ P和Cu–Li合金纳米复合材料不仅大大而降低了熔融Li和Cu₃ P之间的表面能，与熔融锂具有良好的润湿性，而且通过平衡的离子/电子传输诱导了均匀的Li剥离/电镀行为。因此，获得的Li@MIECS复合阳极在对称电池和全电池中都显示出优异的循环稳定性。表现为，对称电池在20mA·cm-2的超高电流密度下显示低过电位（~210 mV），在50mAh·cm-2的超高面积容量下使用寿命>1500h。更重要的是，全电池具有较高的循环稳定性（2C 500次循环）和出色的速率性能。这项工作为通过热预储锂制备含MIEC的高性能复合锂阳极提供了一个有前景的选择。

关键词：锂金属电池；三维集流体；锂枝晶；Cu3P@Li；修饰

锂金属电池；三维集流体；锂枝晶；Cu3P@Li；修饰