陈 涛，李晶泽，肖菊兰，刘洪利，陈 英

(1.成都工业学院电子工程学院，四川成都 611730；2.电子科技大学材料与能源学院，四川成都 611731)

石墨作为锂离子电池负极材料，具有良好的电化学稳定性，已得到广泛应用，但随着社会对环保的要求越来越高，电动汽车已成为燃油汽车的潜在替代者。但是，续航里程短是电动汽车普及的主要障碍，这主要是因为石墨作为负极材料，其理论比容量只有372 mAh/g,导致电池的能量密度无法满足目前电动汽车长续航里程的需要。为了解决这个问题，利用新的负极材料替代现有的石墨材料是必需的，锂金属本身具有超高的理论比容量(3 860 mAh/g)，最低的氧化还原电位(−3.040 Vvs.标准氢电极)成为其最有前景的替代者[1-2]。但是作为锂的无主负极，其在电池的充放电过程中存在锂枝晶生长的现象，该现象导致电池库仑效率低下、循环寿命短，甚至发生短路，导致安全问题[2]。为了抑制锂枝晶的生长，学术界从优化固体电解质界面膜(solid electrolyte interphase，简称SEI)、采用固体电解质和结构化负极等方面进行研究[3]，其中，结构化负极日益成为目前研究的热点。

1 3D 化集流体

铜箔作为石墨负极的传统集流体已经得到广泛应用，但当锂离子在其表面进行电化学沉淀时，枝晶形态明显，为了抑制锂枝晶在其表面的生长，2015 年杨春鹏等[4]将铜集流体由二维(2D)结构改变成三维(3D)结构，相比传统二维集流体，该结构增加了有效比表面积，扩大了电化学活性区域，改善了电极的电化学动力学性能，在相同的电流下，降低了电流密度，延长了Sand’s 时间，减少了电极表面的浓度梯度和空间电荷，从而减缓了锂枝晶的生长，如图1 所示。……