在鋰金屬電池(LMB)中裝備薄鋰金屬負極(LMA)對于實現(xiàn)電池的高能量密度是必不可少的。然而,薄LMA的循環(huán)穩(wěn)定性非常差,尤其是在高放電深度(DOD)下。在此,香港理工大學鄭子劍團隊報道了通過選擇性潤濕Janus結構導電織物上的熔融鋰(Li)快速制備穩(wěn)定且薄的LMA,在導電框架的一側產生薄的Li(3.0mg cm-2)涂層。與均質復合負極相比,這種鋰織物復合負極不僅顯著減少了80%的鋰金屬使用量,而且通過疏鋰-親鋰框架和上部緩沖空間提高了循環(huán)穩(wěn)定性。在75%的高DOD下,Janus結構負極表現(xiàn)出超過3000小時的超長循環(huán)壽命。配備鋰織物復合負極的LMB表現(xiàn)出30%的增強能量密度,具有2000次的長循環(huán)壽命,并且每次循環(huán)的容量保持率為99.94%。圖1. 制備流程及結構表征總之,該工作報告了一種簡單而有效的選擇性潤濕策略,該策略實現(xiàn)了具有薄鋰涂層(3mg cm-2)的穩(wěn)定的鋰織物負極的快速制造。在對稱電池研究中,Janus負極電池表現(xiàn)出超穩(wěn)定的電化學性能,即使在高DOD(10 mAh cm-2,10mA cm-2)下,循環(huán)壽命超過3000小時。這主要歸因于其Janus疏鋰-親鋰紡狀結構和上部緩沖空間,其可以引導定向Li沉積,促進Li沉積/剝離動力學,并保持穩(wěn)定的電極界面,從而實現(xiàn)循環(huán)穩(wěn)定性和工作壽命的顯著改善。LCO//Janus負極電池提供了2000次循環(huán)的超長壽命,并且在1 C下具有超過99.9%的優(yōu)異循環(huán)保持率。當與LFP正極配對時,LFP//Janus負極電池的循環(huán)壽命延長至950次,能量密度提高了30%以上。最后,軟包電池進一步展現(xiàn)了出色的電化學穩(wěn)定性和優(yōu)異的靈活性。因此,選擇性潤濕的簡易策略是實現(xiàn)高性能LMB的薄LMA的方便、可靠和有前途的方法。圖2. 全電池性能A Thin, Stable, and Flexible Janus Lithium-Textile Anode for Long-Life and High-Energy Lithium Metal Battery, Advanced Energy Materials 2023 DOI: 10.1002/aenm.202303088