极快充电（XFC），充电时间为15分钟，是电池电动汽车主流采用的关键。与此同时，锂（Li）金属因其超高的比容量和低的电化学电位而重新成为最终的负极。然而，Li电极表面附近的低锂离子浓度会导致枝晶的失控生长，高的电镀电流密度会加剧枝晶的生长。

近日，浙江大学陆盈盈研究员，何奕副教授，华中科技大学冯光教授报道了通过对电解质−电极界面的分子理解，揭示了恒压充电模式下自适应增强内电场的有益效果。

文章要点

1）研究发现，在充电时间和充电容量相同的情况下，与恒流模式相比，在几十毫伏范围内增加的电场应力可以促进Li⁺向带负电的锂电极迁移，从而减轻界面Li⁺的贫化，抑制枝晶的生长。此外，更多的NO₃^-离子参与了构建在锂电极表面的溶剂化鞘层，导致了富含氮化物的固体电解质界面，从而有利于降低Li⁺的输运势垒。

2）在这些优点的基础上，开发的Li||Li₄Ti₅O₁₂电池可稳定运行550次，充电电流峰值高达27 mA cm⁻²。此外，Li||S全电池可在12分钟内充满电，寿命得到延长。

这项工作不仅丰富了对界面纳米结构的基本认识，而且为稳定XFC中Li沉积提供了一种可行的方法。

参考文献

Xinyang Wang, et al, Inhibiting Dendrite Growth via Regulating the Electrified Interface for Fast-Charging Lithium Metal Anode, ACS Cent. Sci., 2021

DOI: 10.1021/acscentsci.1c01014

https://doi.org/10.1021/acscentsci.1c01014