崔屹Nature Energy：一种用于锂电池的厚度可控的自立式超薄锂金属-石墨烯氧化物主箔

薄的锂金属箔（≤20 μm）和独立的锂金属箔可实现负极材料和高能量密度锂电池的精确预锂化。现有的锂金属箔太厚（通常为50到750 μm），或者机械易碎性太差，不适用于这些应用。

近日，美国斯坦福大学崔屹教授报道了开发了一种生产超薄、独立的锂金属箔的工艺。

文章要点

1）研究人员首先使用可调的压延工艺将还原氧化石墨烯（rGO）的厚度减小到0.320 μm，然后通过边缘接触熔融的Li将金属Li加载到rGO中。结果，Li分布在rGO的内部通道内，而rGO保持则微米级厚度。

2）所得到的Li箔厚度为0.5 μm(相当于0.089~3.678 mAh cm⁻²的超低面积容量)，打破了商用Li膜（厚度20~750 μm，4~150 mAh cm⁻²的容量）的限制。此外，这种Li箔还表现出更高的机械强度（抵抗永久塑性变形的硬度提高了525%）、自支撑和柔韧性。

3）这种Li金属薄膜的可调谐和超低容量使其非常适合于补偿石墨负极和硅负极中锂的初始损失。结果显示，当使用该薄膜时，在常规锂离子全电池中，初始8%的容量损失是可恢复的。而在LMBs中，薄箔的三维（3D）主体结构引导高度可逆的Li溶解/沉积，防止负极的快速断裂，从而使循环寿命延长9倍。

参考文献

Chen, H., Yang, Y., Boyle, D.T. et al. Free-standing ultrathin lithium metal–graphene oxide host foils with controllable thickness for lithium batteries. Nat Energy (2021)

DOI：10.1038/s41560-021-00833-6

https://doi.org/10.1038/s41560-021-00833-6