锂枝晶的形成仍然是可充电锂金属电池商业化的最大挑战之一。

近日，南方科技大学罗光富报道了采用经典分子动力学模拟（MD）和第一性原理计算相结合的方法，研究了具有本征纳米孔的改性石墨二炔膜作为稳定的“纳米筛”来还原负极上的锂枝晶的可行性。

文章要点

1）研究发现，石墨二炔薄膜通过一种类似于流体力学中的水力跳跃机制，即使在高度不均匀的电场下也能增强Li⁺离子的浓度均匀性，从而诱导Li金属均匀成核。

2）进一步的研究表明，裸露的石墨二炔薄膜可以逐渐被Li金属金属化，但通过氯钝化可以使单层和块状石墨二炔变成绝缘体，从而更能抵抗锂金属的还原。此外，氯化石墨二炔可以很容易地导电锂离子，活化势垒低至0.3 eV。

这些性质表明，氯化石墨二炔有望作为稳定的膜来减少可充电锂金属电池中的锂枝晶。

参考文献

Lina Wang, Guangfu Luo, Atomistic Mechanism and Long-Term Stability of Using Chlorinated Graphdiyne Film to Reduce Lithium Dendrites in Rechargeable Lithium Metal Batteries, Nano Lett., 2021

DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c02429

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c02429