电化学沉积时锂枝晶的生长是限制LMB商业化的一个主要问题。因此，人们提出了几种实验解决方案，例如在锂金属表面提供涂层或晶种、设计亲锂合金以及使用功能添加剂改变电解质成分，以抑制电化学针状生长并安全地利用锂金属负极的全部潜力

近日，庆熙大学Duho Kim，汉阳大学Joonmyung Choi基于使用统一原子计算对其基本机制的深入理解，提出了一种有趣的机械种子（MS）概念，该概念可调节（非）均匀锂金属生长。

文章要点

1）基于密度函数理论（DFT）计算辅助的机器学习，Li 无序相热力学能量的大型数据集将双体相互作用解耦为三个组成部分：i) 类晶体、ii) 长键和 iii) Li─Li 短键。这些双体相互作用的贡献为控制电化学沉积过程中的无序相变提供了机械因素。

2）宏观分子动力学模拟系统地构建了核壳球体和横截面模型，以强化 MS 前提。前者揭示了中等压缩下无序相的较低能级导致缓慢的相动力学，而无应变模式则表现出相对较快的转变。此外，横截面模型在应变优化情况下呈现出光滑的表面景观。这些观察结果归因于表面积随 MS 条件的变化，并从局部结构的角度阐明了晶界附近的动态原子位移。

所提出的机械设计概念有利于锂的均匀生长，并有望成为充分利用锂金属电池潜力的全球参数。

参考文献

Gwanghyeon Choi, et al, Mechanical Seed Mechanism to Facilitate Homogeneous Li Metal Growth, Adv. Energy Mater. 2023, 2300816

DOI: 10.1002/aenm.202300816

https://doi.org/10.1002/aenm.202300816