邱晓光，刘威，刘九鼎，李俊志，张凯，程方益

南开大学化学学院，先进能源材料化学教育部重点实验室，新能源转化与存储交叉科学中心，天津 300071

1 引言

锂离子电池对现代社会产生了深远影响，成为目前电动汽车与3C产品的最重要供能装置。当前锂离子电池主要以石墨材料为负极，其理论比容量仅为372 mAh·g−1，无法满足移动电源对能量密度日益增长的需求1-5。金属锂由于具有最低的电位(−3.04 Vvs标准氢电极)、极高的理论比容量(3860 mAh·g−1)，是构建锂氧、锂硫、固态等下一代金属锂基电池体系的理想负极材料6-9。然而金属锂负极存在枝晶、死锂、粉化、副反应严重等问题，造成库伦效率低、利用率受限、以及安全隐10,11。理解金属锂成核、生长和失效机制，发展有效策略稳定金属锂，对于推进金属锂电池的实际应用具有重要意义。

除锂箔、锂带等形态的金属锂负极之外，无锂负极和锂复合负极近年来也引起了研究兴趣。其中，无锂负极不含锂，锂源由正极材料提供，在充电过程中，存储在正极的锂沉积在集流体上，放电时回到正极。锂复合负极是锂金属与集流体组合作为电池负极。无锂(贫锂)负极与锂复合负极的设计减少了对活泼金属的处理，有利于锂金属电池的制作12。对于无锂和锂复合负极，由于使用未过量锂，因此低库伦效率、枝晶与死锂等问题更加凸显；与锂表面成核不同，无锂负极成核主要发生在集流体表面，其成核过电位较大，不利于锂均匀沉积。因此，载体上的稳定锂成核是提升库伦效率、抑制枝晶生长的关键13-15。……