摘要：锂金属负极由于其具有高的理论容量和低的电化学电势,被认为是高能量密度可充电电池中最具吸引力和前景的负极。然而,其在镀/脱锂过程中,锂枝晶的不可控生长导致了电极的快速退化和严重的安全问题,严重阻碍了其实际应用。为了解决这些问题,使用具有高电导率、优异机械性能和丰富表面官能团的二维过渡金属碳化物/氮化物(MXenes)来诱导锂均匀成核并缓解体积变化,最终抑制锂枝晶的形成。本文综述了用于金属锂负极的MXene基纳米材料的最新进展。首先介绍了金属锂负极的技术挑战。然后从三个方面总结了MXene基纳米材料用于抑制锂枝晶生长和构建稳定金属锂负极的设计和使用:(1)使用结构化负极,如MXene/锂负极、MXene/金属/锂负极、MXene/碳/锂负极、MXene/氧化物/锂负极等;(2)构建人工SEI膜;(3)修饰电解液成分。最后,简要讨论了MXene基纳米材料在下一代锂金属电池应用中的挑战和前景。

摘要：金属锂具有超高理论容量和最低还原电位,被认为是高能量密度电池负极材料的“圣杯”。然而,由于金属锂无宿主、锂枝晶不可控生长、固态电解质界面膜(SEI膜)不稳定以及“死锂”累积等一系列问题,严重制约着金属锂负极的实用化进程。生物质炭材料具有高机械强度、高导电性、高比表面积和良好的化学稳定性等特性,是金属锂宿主材料的理想候选者之一。本文综述了近年来利用生物质炭材料构建金属锂沉积骨架的研究进展。通过讨论生物质炭材料的结构、孔隙大小、孔隙率及亲锂基团修饰等对抑制金属锂枝晶生长,构筑循环稳定金属锂负极的影响,总结生物质炭材料的合理设计和应用,提出了生物质炭材料未来发展的趋势以及所面临的挑战。