高能量密度无负极锂金属电池研究进展

梁淑贞, 刘玉峰, 肖思琪, 刘子梁, 李勇

材料工程 ›› 2025, Vol. 0 ›› Issue (07) : 94-103.

高能量密度无负极锂金属电池研究进展

  • 梁淑贞, 刘玉峰, 肖思琪, 刘子梁, 李勇
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摘要

随着便携式电子设备和电动汽车的发展,传统锂离子电池能量密度接近理论极限,对于具有高能量密度的锂金属电池研究再度受到关注。然而,锂的高反应活性导致使用过量锂时安全风险增加且能量密度降低,无负极锂金属电池(anode-free lithium metal batteries,AF-LMBs)应运而生,其具有高能量密度和最低氧化还原电位,但循环寿命差,活性材料有限且界面反应复杂。提高AF-LMBs的循环稳定性是实现高能量密度储能系统应用的关键。本文综述了AF-LMBs的发展历程,并从锂枝晶、电解液稳定性、固体电解质界面(solid electrolyte interface,SEI)和集流体四方面深入分析了AF-LMBs目前面临的挑战,这些因素共同影响AF-LMBs的循环稳定性、安全性以及能量密度。最后指出未来研究方向应集中在电解液配方优化、人工SEI层设计以及集流体材料与结构改进,同时关注电池体积能量密度,以满足实际应用中对紧凑高效储能系统的需求,从而推动AF-LMBs的商业化进程。

关键词

无负极锂金属电池 / 锂枝晶 / 电解液 / 固体电解质界面 / 集流体

中图分类号

O646 / TM912

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梁淑贞, 刘玉峰, 肖思琪, 刘子梁, 李勇. 高能量密度无负极锂金属电池研究进展. 材料工程. 2025, 0(07): 94-103

基金

宜春市重大科技项目(2023ZDJCYJ02); 江西省教育厅科技计划(GJJ2200818); 赣州市重点研发计划项目(GZ2024ZDY019); 科技成果熟化与工程化项目(2024SHCC0012)

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