伴隨著電子產(chǎn)品對大眾日常生活的滲透，人們對于儲能電池的需求日益增長,，也對提出電池更高的儲能和安全性要求,。在各類體系中,，金屬鋰是研究下一代電池負極材料的熱點對象，但是,，目前金屬鋰負極在充放電過程中易形成針狀或樹枝狀的鋰枝晶,，這會給電池體系帶來不可逆的容量損失，甚至可能會穿過隔膜而導致電池正負極內(nèi)部短路，埋下電池過熱自燃等安全隱患,?？蒲泄ぷ髡邆?yōu)榻鉀Q這些重點問題從多角度進行了諸多嘗試，但收獲有限,。近日,，《德國應用化學》（Angewandte Chemie International Edition）選取的一張中國傳統(tǒng)國畫封面，寓示著清華大學化工系張強課題組在金屬鋰負極形核和無枝晶生長領域取得了新進展,。
封面圖傳達的正是張強課題組此次關于金屬鋰負極形核和無枝晶的核心思想：“親鋰位點定向形核”,。國畫傳統(tǒng)水墨風繪制出大家耳熟能詳?shù)?ldquo;小蝌蚪找媽媽”故事，而在化學版本的故事中,，小蝌蚪通過“鋰”就能輕松找到青蛙媽媽,，正如同在充電過程中，鋰離子以摻氮石墨烯為骨架,，實現(xiàn)穩(wěn)定的,、無枝晶的金屬鋰沉積：鋰離子優(yōu)先定位在導電親鋰的摻氮位點并沉積形成均勻、密集分布的金屬鋰形核點,。在后續(xù)充電過程中,，鋰離子將基于這些均勻、密集的形核點進行沉積,，從而避免了普通銅箔上形核點過度分散造成的金屬鋰枝晶生長行為,。這一新型金屬鋰負極結(jié)構(gòu)不僅實現(xiàn)了無枝晶的高安全性金屬鋰沉積特性，還表現(xiàn)出了優(yōu)異的電化學性能,。
為抑制金屬鋰負極的枝晶生長,，張強研究團隊加強與相關領域團隊的合作，通過與美國德雷塞爾大學的尤里·高果奇研究團隊,、華中科技大學江建軍研究團隊的合作探究,，提出納米金剛石共沉積策略來調(diào)控鋰離子的形核和沉積行為。
近年來,，張強課題組在金屬鋰負極研究領域,，通過原位手段研究固態(tài)電解質(zhì)面膜，采用納米骨架,、人工固態(tài)電解質(zhì)界面膜,、表面固態(tài)電解質(zhì)保護金屬鋰、調(diào)控金屬鋰的沉積行為,、抑制鋰枝晶生長,，實現(xiàn)金屬鋰的高效安全利用。其相關研究成果發(fā)表在《微尺度》（Small）,、《美國化學學會·納米》（ACS Nano）,、《化學評述》（Chemical Reviews）等眾多知名期刊上，并申請了一系列發(fā)明專利。張強課題組的研究被認為是在金屬鋰負極形核和無枝晶生長領域的取得的重要突破性進展,。
