在各类锂电池中，锂金属负极材料具备极高的比容量（3,mAhg-1）和极低的电极电势（-3.04V），但锂金属在充放电经过中形成的枝晶将摧残电池内部构造，诱倡导火以至爆炸，这一平安隐患大大限制了其运用。
倘使使锂金属附着在具备三维孔隙构造的材料（3Dhosts，宿主材料）中形成负极，也许下降部分电流密度，使锂沿宿主材料表面平匀成长，进而制服锂枝晶的形成。但研讨中罕用的宿主材料，如碳、铜等，与锂的亲和力较差，锂在其上形核须要较大的过电势，难以起到把持锂金属成长的影响。
近来，美国马里兰大学胡良兵教导研讨团队计算了一种纳米银-碳纤维复合材料（AgNP/CNF），哄骗银与锂的高亲和性，使锂在材料表面平匀形核成长，有用防范了锂枝晶的涌现。论文见于国际着名期刊AdvancedMaterials上。
图1AgNP/CNF复合负极材料示用意
文章做家采纳静电纺织所得的聚丙烯腈（PAN）纤维碳化获得碳纤维织物（CNFs），浸渍一层乙酸银，并将其夹在电极之间，在短时候内通以约1A的电流（陆续几毫秒至几秒），使得醋酸银分解为纳米银颗粒（AgNP）附着在CNF表面。在通电时候为0.1秒时，AgNP的尺寸可小至40nm。
图2焦耳热法制备AgNP/CNF负极材料
文中先容说，这一研讨办事的思绪来自Li-Ag合金相图——Ag在Li中的固溶度较高，进而保证了两者间的亲和力。
为使纳米银颗粒能充足表现其影响，须要使其巩固地附着在CNF表面，且其颗粒尺寸不能过大。斟酌到银盐的分解、银颗粒的停止须要较高的温度，而高温下金属纳米颗粒轻易重逢为大颗粒，因而须要施行短时候的高温加热。但熟练室罕用的电炉等加热方法加热速度一般不高于K/min，无奈餍足熟练的须要。基于这一思绪，胡良兵教导团队计算了直接通电、哄骗焦耳热加热的办法。经过调治电流和通电时候，这类办法的加热速度可达70,K/s以上，大大高于旧例加热办法。由此，研讨者们获得了尺寸为40nm左右、平匀而巩固地附着于CNF表面的纳米银颗粒。
图3锂金属在AgNP/CNF复合负极材料上平匀堆积（下方为纯CNF的比较）
在电化学测试中，这类AgNP/CNF复合材料显示了优秀的功能。在0.5mAcm?2的测试前提下，电极的过电势仅为25mV。在换取阻抗测试中，新制备的复合电极的电荷转变电阻（Rct）仅为77Ω（而纯CNF电极其Ω），屡次轮回后平静为Ω，声明SEI膜具备优秀的构造平静性。在长轮回测试中，纯CNF电极组装的电池测试约小时后就已毁坏，而AgNP/CNF复合材料的电池在小时中，屡屡轮回的库仑效率长期平静在98%左右，展现了优秀的平静性。
图4AgNP/CNFs复合材料的电化学功能
图5与旧例加热办法对比，赶快焦耳热法制备的AgNP下降过电势影响最显然
总之，文中的研讨办事不但展现了添加形核活性位点、促进锂的平匀堆积这一计算思绪，更哄骗直接通电加热这类罕见而又未几见于科研的办法使其成为事实，此中的科学心思和办法计算都值获得味。
文件讯息：
CYang,YYao,LBHu*,etal.UltrafineSilverNanoparticlesforSeededLithiumDepositiontowardStableLithiumMetalAnode.AdvancedMaterials,,.DOI:10.2/adma.02714.
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