构建亲锂种子修饰的3D骨架已被证明在获得无枝晶锂金属负极方面极具效果。然而，这些亲锂晶种大多是合金型或转化型材料，在循环过程中往往会聚集和重新分布，导致无法调节锂的沉积。

近日，厦门大学王鸣生教授提出了一种3D主体，其包含TiO₂，一种典型的插层型材料，作为亲锂种子，而3D骨架由N掺杂的中空多孔碳球（N-HPCSs）构建。

文章要点

1）为了增强抗聚集效果，TiO₂颗粒尺寸最小化，均匀分布并牢固锚定在介孔碳壳中(记为TiO₂@N-HPCSs)。此外，N掺杂可以进一步提高TiO₂颗粒和碳骨架的电子/离子导电性和亲锂性。

2）得益于这些优势，TiO₂@N-HPCSs电极在半电池、对称电池和全电池中表现出了出色的电化学性能。具体而言，具有LFP正极的全电池在5 C的高倍率下经过2000次循环后可以保持92.7%的容量（120.7 mAh g^-1）。

3）此外，研究人员通过使用各种原位/非原位电子和光学显微镜，结合密度泛函理论(DFT)计算，从宏观到微观彻底研究了由TiO₂晶种诱导的Li成核和均匀沉积的确切机制。

这项工作为种子聚集引起的电极退化提供了新的见解，并为设计超稳定无枝晶碱金属负极的3D主体提供了种子稳定指南。

参考文献

Jingjie Sun, et al, Enhanced Cyclability of Lithium Metal Anodes Enabled by Anti-aggregation of Lithiophilic Seeds, Nano Lett., 2022

DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c01736

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c01736