彪 捷，马家宾，陈立坤，贺艳兵

(清华大学 a.深圳国际研究生院，广东 深圳 518055，b.材料学院，北京 100084)

锂离子二次电池以其高能量密度在能量储存技术中越来越重要，自1991年进入市场后，已经广泛应用于便携式电子设备、新能源汽车等领域，但是目前传统锂离子电池仍难以满足对高能量密度储能设备不断增加的需求[1]。随着大规模能源存储需求的不断增长，锂金属电池(LMBs)为电动汽车和智能电网的应用提供了一个能量密度的重大飞跃[2]。锂金属具有最负的电化学势(-3.04 V vs. NHE)、较高的理论比容量(3 860 mAh/g)和极低的密度(0.534 g/cm3)，被认为是锂电池的“圣杯”。然而，由于在锂金属沉积/剥离的循环过程中，电沉积控制不佳和体积膨胀，导致锂金属的结构疏松、枝晶生长和“死锂”的产生，同时锂与电解液具有强烈的副反应，导致锂金属的应用一直受到阻碍[2]。合金负极以接近锂金属负极的高理论比容量和低电极电势，成为极具潜力的下一代锂离子电池负极材料。合金是由两种或两种以上的金属或金属与非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质，可以在电势差的驱动下进行脱嵌锂反应，锂原子从原始晶格中脱嵌形成新的混合固溶相。根据组成元素的数目，锂合金负极可分为二元合金负极(Li-M，M=Mg、Ag、Zn、C、Si、Sb、Bi等)和多组元合金负极(Li-X-M，X=Si、Sn，M=Mg、Ag、C等)[3]。

锂金属可以和其他金属在室温下合金化，这些合金负极材料具有远超石墨负极(372 mAh/g)的理论比容量，但是当锂沉积容量较高时存在枝晶生长和体积膨胀等问题，因此许多研究致力于探究锂沉积行为的影响因素和限制脱嵌锂过程中合金负极体积膨胀的方法。……