想了解锂金属负极的最新进展吗？那就从这十篇综述开始吧！

锂金属由于其超高的比容量（3860 mA h g^-1）和最低的氧化还原电位（-3.040 V）一直以来被人们视为锂电池电极材料中的圣杯。然而不稳定的SEI和不可控的锂枝晶的生长，导致锂金属负极库伦效率低、循环性能差，甚至带来安全隐患，这也严重阻碍了锂金属负极的实际应用。为了解决以上问题，科学家们提出了多种策略：

（1）通过电解液添加剂形成稳定的SEI（2）人工SEI层包覆处理（3）通过稳定的宿主材料减少锂金属体积变化（4）使用固态或者聚合物电解质

本文将对近期发表的十篇锂金属负极的综述进行梳理和总结，希望大家从中能有所收获。

1、Toward Safe Lithium Metal Anode in Rechargeable Batteries: A Review[1]

这篇综述堪称教科书级文章，系统的讲述了锂金属负极的发展现状。本文先是从生长机理和量化模型对SEI的生长进行一个详细的描述；接着阐述了锂枝晶的成核、生长以及影响因素，并从机理上对其进行了理论分析；并对近些年针对锂枝晶生长问题提出的解决方案进行了详细的归纳总结；最后也对锂金属负极的未来研究方向进行了展望。坚持读完这篇文献，相信你会对锂金属负极有一个全面的认识。

2、Status and challenges in enabling the lithium metal electrode for high-energy and low-cost rechargeable batteries[2]

锂金属负极的应用对于提升锂电池的能量密度具有重要意义。本文作者提出一个新的评价锂金属电极性能的标准，即：累积面容量、每圈循环面容量、电流密度、锂离子迁移率四个参数，并以这个标准总结了锂金属负极发展现状，作者发现没有任何一项工作能够同时满足以上四个指标。并认为造成这一结果的原因是在锂金属负极的研究中使用了厚的锂金属片，而这并不能很好的体现出锂金属负极的实际性能（包括库伦效率以及循环性能），同时从成本角度考虑，作者提倡使用更薄的锂金属片用于研究使用。如果你想在锂金属负极方向做出点突破，建议大家先读读这篇综述。

3、Reviving the lithium metal anode for high-energy batteries[3]

得益于研究工具和纳米技术的发展，锂金属负极正在迎来复兴。本文对锂金属负极的挑战进行了概述，并总结了近年来在研究方法、材料设计以及表征技术上得到的进展，最后提出了几点有价值的研究方向。这篇文章概述的非常详细，值得读者仔细琢磨研究，相信大家看完之后会对锂金属负极有一个整体的认识，并且对实验设计或思路有很大的帮助。

4、Lithium metal anodes for rechargeable batteries[4]

锂枝晶生长是锂金属负极亟待解决的关键问题，科学家们致力于寻找合适的方法来抑制枝晶的生长，那么认识锂枝晶，了解锂枝晶成核和生长过程就变得尤为重要。本文概述了锂枝晶生长的机理，并详细介绍了研究锂枝晶生长过程的技术手段，也和其他综述一样总结了近年来在抑制锂枝晶工作上所取得的进展。想在锂金属负极方向做点基础性研究工作的，建议多读几遍本篇文章，一定会有所收获！

5、Advanced Micro/Nanostructures for Lithium Metal Anodes[5]

纳米科技、纳米材料以及纳米级表征技术在电极材料的应用取得了长足的进步，那么纳米科技对锂金属负极的作用到底是怎样的呢？纳米材料以及微纳米结构的锂金属负极有以下优点：可调的表面结构、丰富的孔结构、内部互连结构、弹性好、离子选择性吸附等等。本文主要从导电微纳米结构框架、不导电的微纳米结构框架以及微纳米结构的固态电解质界面膜三个方面出发，系统阐述了微纳米结构在抑制锂枝晶、提高电化学性能上的作用机理和进展，讨论了现有技术存在的挑战，并对未来微纳米技术在锂金属负极上的应用作出了展望。

6、Advancing Lithium Metal Batteries[6]

锂金属负极的复兴引起了科研工作者的极大关注，近年来对锂金属负极的研究也让大家对锂金属有了更深层次的理解，性能上也有了很大的提升。本文以锂硫、锂空等高能量密度电池体系为切入点，引出了锂金属负极面临的挑战，简要的概述了抑制锂枝晶生长、稳定锂金属负极的三个策略：1、通过调控电解液组分抑制锂枝晶生长2、通过隔膜与界面工程抑制锂枝晶生长3、电极结构的合理设计。最后作者对锂金属负极的主要问题以及未来的研究方向进行了总结。相信大家读完这篇综述会对锂金属负极的研究方向有一个全新的认识。

7、Electrochemical Interphases for High-Energy Storage Using Reactive Metal Anodes[7]

和前几篇综述不同，本文另辟蹊径，从电化学界面角度出发，讨论了SEI的形成和失效机理，指出了SEI的组成对其自身稳定性的影响。作者详细的介绍了人工SEI对金属负极稳定性的作用，并从设计原则和实验方法两个方面对功能性陶瓷、聚合物以及盐类等人工SEI进行论述。当然，稳定金属负极的方法还有固态电解质和构造三维电极结构等，作者也作了简要的分析。最后作者对更先进的沉积方法对构造人工SEI、稳定金属负极提出了展望。相信大家读完这篇综述会对金属界面性质有一个更深的理解，也希望大家能够从中获得启发，在稳定锂金属负极实验方案上有新的灵感。

8、Electronic and Ionic Channels in Working Interfaces of Lithium Metal Anodes[8]

界面性质在很大程度上决定了锂金属负极的稳定性和电化学性能，那么对界面的基础研究和理解就变得尤为重要。本文作者系统描述了锂金属表面SEI和MCI层各自的电子、离子传输特性，分析了当前构建混合传导界面（MCI）的方法以及未来构造合理的电子、离子网络的方向。如果想在锂金属表面的设计上做点工作的话，那就看看这篇综述吧。

9、Nanoscale Protection Layers To Mitigate Degradation in High-Energy Electrochemical Energy Storage Systems[9]

锂离子电池中电极和电解液高的反应活性是电极老化失效机制的主要原因，在电极电解液之间生成保护层界面也逐渐成为了研究热点。本文简要概述了生成SEI、锂枝晶生长、反应活性高等是引起电极老化失效的原因，然后系统概述了保护层在减缓电极退化、保护锂金属负极的作用机理，最后展望了利用连续介质力学和分子动力学计算在锂电池中的应用前景。

10、Li metal batteries and solid state batteries benefiting from halogen-based strategies[10]

固体电解质界面膜（SEI）在电极循环过程中具有举足轻重的作用。理想的SEI层应该是离子导体和电子的绝缘体，SEI层中LiF等卤素锂盐成分更是对稳定锂金属负极具有重要作用。本文作者先是分析了LiF的缺陷化学和空间电荷效应，接着详细地概述了卤素锂盐在电解液添加剂、人工SEI包覆和固态电解质掺杂方向上的实验方案和作用机理。作者认为电极电解液界面的卤素锂盐异质结在抑制锂枝晶、稳定SEI膜的作用上将大有可为。

参考文献

[1] X.B. Cheng, R. Zhang, C.Z. Zhao, Q. Zhang, Toward Safe Lithium Metal Anode in Rechargeable Batteries: A Review, Chemical reviews, 117 (2017) 10403-10473.

[2] P. Albertus, S. Babinec, S. Litzelman, A. Newman, Status and challenges in enabling the lithium metal electrode for high-energy and low-cost rechargeable batteries, Nature Energy, 3 (2017) 16-21.

[3] D. Lin, Y. Liu, Y. Cui, Reviving the lithium metal anode for high-energy batteries, Nature nanotechnology, 12 (2017) 194-206.

[4] W. Xu, J. Wang, F. Ding, X. Chen, E. Nasybulin, Y. Zhang, J.-G. Zhang, Lithium metal anodes for rechargeable batteries, Energy Environ. Sci., 7 (2014) 513-537.

[5] R. Zhang, N.W. Li, X.B. Cheng, Y.X. Yin, Q. Zhang, Y.G. Guo, Advanced Micro/Nanostructures for Lithium Metal Anodes, Advanced science, 4 (2017) 1600445.

[6] B. Liu, J.-G. Zhang, W. Xu, Advancing Lithium Metal Batteries, Joule, 2 (2018) 833-845.

[7] S. Wei, S. Choudhury, Z. Tu, K. Zhang, L.A. Archer, Electrochemical Interphases for High-Energy Storage Using Reactive Metal Anodes, Accounts of chemical research, 51 (2018) 80-88.

[8] X.-B. Cheng, C. Yan, X.-Q. Zhang, H. Liu, Q. Zhang, Electronic and Ionic Channels in Working Interfaces of Lithium Metal Anodes, ACS Energy Letters, 3 (2018) 1564-1570.

[9] C.F. Lin, Y. Qi, K. Gregorczyk, S.B. Lee, G.W. Rubloff, Nanoscale Protection Layers To Mitigate Degradation in High-Energy Electrochemical Energy Storage Systems, Accounts of chemical research, 51 (2018) 97-106.

[10] Q. Yang, C. Li, Li metal batteries and solid state batteries benefiting from halogen-based strategies, Energy Storage Materials, 14 (2018) 100-117.

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