该功用报路了体会操作集流体外观费米能级来操控电解液体认作为的战术，陵暴了因电解液过火清楚而导致的活性锂的花消，达到了无负极锂金属电池的安定运转。该工当作用于无负极锂金属电池的先进集流体调度供给了一种全新的想路和方法。研讨生张学良为榜首作者，华南师范大学郑奇峰说授和比利时鲁汶大学（KU Leuven）Jan Fransaer说授为联合通讯作者。

　　近年来，为锂电池成婚具有超高理论比容量（3,860 mAh/g）的金属锂负极被以为是竣工新一代高能量密度二次电池的有用途路之一。姑且，大批锂金属全电池不时选择接纳高N/P比（N/P＞10）的战术来赢得较好的全电池循环安静性，但这无疑严峻颓废了金属锂负极的实质能量密度（＜351 mAh/g vs. 石墨：372 mAh/g），无法达到全电池能量密度的提升。比较之下，无负极化是一种最理想的高能量密度锂金属全电池构筑策画。不过，在电池循环进程中，因为机动金属锂和有机电解液间不可控、不可逆的副反应所鼓舞的固体-电解质界面（SEI）标题和锂枝晶标题，严峻感导了无负极锂金属电池的循环功能。

　　根据此，华南师范大学郑奇峰团队根据对集流体-电解液间的能级调控策略，报路了一种含有Zn-Nx位点的碳纤维集流体（Zn-N-CNF）。通过编制的电化学标明调集理论模仿，探求露出：（1）劳绩于Zn-Nx对材料表面电子安排的安排遵守，Zn-N-CNF集流体具有较低的费米能级，与电解液LUMO能级间的电子搬迁能垒较高，能有用限制电解液溶剂的过分体会和活性锂花费；（2）因为集流体对FSI−阴离子的强吸附效能，使阴离子优先光复并天分薄且导锂的SEI层；（3）Zn-N-CNF皮相被Zn-Nx安排的电子安排会进一步教化规模电场，然后威逼吸附锂的分散行为和锂金属的径向繁殖。劳绩于上述对集流体费米能级的闭理调控，Zn-N-CNF集流体表面的金属锂在放电深度（DOD）为50%的考试恳求下浮现出相等精华的堆积/剥离成果（1 mAh/cm2, 1 mA/cm2, 99.3%）和安静性（5 mAh/cm2, 5mA/cm2, 6000 h）。以Zn-N-CNF为集流体的贫锂全电池（N/P=1.2）在循环1000圈后仍有87%容量仍旧率。此外，诈欺这种集流体的无锂负极全电池浮现出精深的循环效能，在120次循环后容量坚持率为91%，并且在充电-放电曲线中没有伺探到电压极化的清楚增加，这是迄今为止报途的无负极锂金属电池的最佳循环寿数。该工算作高比能锂电池的富贵供给了一种簇新的思路和过程。

　　图2. 秉承低费米能级Zn-N-CNF集流体的锂金属电池在严刻乞求下的电化学功能。

　　本文严峻通讯作者华南师范大学郑奇峰教授泄漏：“电极/集流体当作SEI的宿主，对调控SEI的组分与结构具有极度要紧的出力，却时常被无视。本研讨提出了无妨履历调控集流体的费米能级，增大其与电解液LUMO能级之间的gap，来调控电解液的体会动作，然后取得导锂性好且薄的SEI，从而威逼锂的二维过细重积，竣工了无负极锂电池安谧的循环。”

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