摘要：金属锂由于其超高理论比容量和极低电极电势,被视为下一代高比能电池理想的负极材料之一。然而,在实用化的条件下其巨大的体积膨胀及不均匀锂沉积等问题成为障碍。构建三维复合金属锂负极是调控金属锂沉积的有效方法。本文首先对实用化条件下[超薄金属锂(<50μm),较低的负极/正极面容量比(<3.0)和较低的电解液量下(<3.0 g/Ah)]金属锂的沉积脱出规律进行总结,指出复合锂负极的设计是解决金属锂负极问题的有效途径。其次,本文从骨架材料的角度出发,综述了当前实用化条件下应用纳米以及微米结构骨架的复合锂负极的研究进展。目前人们也将制备的复合锂负极逐步在实用化条件下进行评测,并应用在软包电池中取得了较好的效果。在此基础上,本文还总结了当前复合锂负极研究面临的问题,指出应该采用解构的方法分析骨架的单个参数对锂沉积脱出行为的影响,从而对骨架材料进行理性的设计。同时,我们展望了复合锂负极未来的研究方向,以望促进高比能金属锂电池的发展。

摘要：锂离子电池作为便携式电子产品和电动汽车的“心脏”,在推动人类社会的无化石燃料化中发挥着至关重要的作用。然而,在低温条件下(0℃及以下)充电时,锂离子电池电极极化急剧增大,导致了严重的析锂问题。通过合理设计低温电解液,降低低温充电时电极极化,并构建稳定的电解液-电极界面,可以有效遏制析锂及其对锂离子电池带来的不利影响。本文首先阐释了低温下锂离子电池析锂的形成机制,并指出低温电解液的设计是改善锂离子电池低温析锂行为的有效途径。接着,本文进一步介绍了缓解低温析锂问题的几种电解液设计策略,包括降低去溶剂化能垒的弱溶剂化电解液和共嵌入电解液、衍生低阻抗固态电解质界面膜(SEI)的局部高盐电解液以及钝化析锂的羧酸酯基高盐电解液,同时比较了这些策略的优劣势。最后,结合现有研究成果,展望了电解液调控低温析锂行为的未来研究方向,提出了发展实时析锂预警方法、采用实用化条件评估电解液抑制低温析锂能力以及设计兼顾电化学动力学和界面稳定性的高比能硅碳负极用低温电解液,以望实现低温锂离子电池的高容量发挥和长循环寿命。