锂金属负极在高能量密度锂金属电池中的实际应用由于其锂枝晶的形成和生长而受到严重阻碍。

近日，澳大利亚悉尼科技大学汪国秀教授，Bing Sun，美国斯坦福大学崔屹教授，西班牙CIC Energigune能源合作研究中心的Michel Armand报道了某些蛋白质可以有效地阻止和消除锂枝晶的生长，从而延长锂金属负极的循环寿命以及提高库仑效率。

文章要点

1）蛋白质分子起到了“自卫”的作用，减轻了锂胚胎的形成，从而模仿了自然的、病理性的免疫机制。

2）研究人员将蛋白质分子加入电解液后，通过空间构象和二级结构从α-螺旋到β-Sheet的转变，蛋白质分子自动吸附在锂金属负极表面，特别是锂的尖端。这有效地改变了锂电极尖端周围的电场分布，导致锂金属负极均匀电镀和剥离。

3）研究人员开发了一种缓释策略来克服蛋白质在醚基电解液中的有限分散性，并实现了金属锂电池2000次以上循环性能的显著提高。

这种由天然蛋白质分子赋能的自我防御机制，无疑将为实现安全、高能量密度的金属锂电池的开发带来灵感。

Wang, T., Li, Y., Zhang, J. et al. Immunizing lithium metal anodes against dendrite growth using protein molecules to achieve high energy batteries. Nat Commun 11, 5429 (2020)

DOI：10.1038/s41467-020-19246-2

https://doi.org/10.1038/s41467-020-19246-2