锂金属电池不受控制的枝晶生长和几乎无限的体积变化导致性能衰退和安全问题，限制了它的应用。斯坦福大学崔屹课题组报道了一种通过简单的轧制方法制造具有离子传导微米尺度骨架的复合锂金属电极，可以通过局部降低电流密度来改善电化学性能。
具体过程：这种复合Li负极仅涉及机械变形。将一层薄的纳米多孔聚乙烯（PE）膜（约12 μm）置于一层Li箔（~50至60 μm）的顶面上。将两层材料紧压，以确保紧密和平滑的接触，再将双层条带手动卷成圆筒。可以通过控制双层条带的总长度来调节圆筒的横截面积，然后使用锋利的刀片将制成的圆筒切成圆盘。保持与典型的Li金属箔电极具有相同的几何尺寸，每个圆盘的面积固定为1cm2，厚度约为1mm。通过这种设计，多孔PE膜可以均匀地嵌入Li层之间，从而形成具有交替的Li和多孔PE膜良好限定的层状结构。轧制圆筒的横截面在刀片切割后表现出平坦光滑的表面，该设计的螺旋形状显示了紧密堆积的层。（想到了吃的，严肃点，不要笑）
在柔软韧性Li条带的简单机械加工之后，可以观察到复合电极内Li的结构破坏最小和不连续性。在随后的实验和测量期间，液体电解质可以润湿并渗透整个多孔PE膜。因此，电化学过程可以发生在Li条带的侧壁上，从而引起“侧面沉积”。该复合电极增大的电活性表面积能够有效地降低局部电流密度。
通常认为，Li沉积/剥离的高面电流密度可以增强苔藓Li的形成，而高电活性表面积会降低实际电流密度，从而减轻了Li枝晶的形成，但也会引发强烈的副反应和SEI形成，造成典型的电化学性能衰减。为了使这两者达到平衡，目前已尝试将电活性区域增加到微米水平。在该课题组的设计中，Li箔和多孔PE膜的厚度均为微米级。因此，与具有纳米级导电基质的先前实例相比，电活性表面积和相关的副反应得到很好的控制。由于苔藓Li在复合电极的三维电活性表面上的侧面沉积，很大程度上减轻了短路的可能性。电极体积仅在刚性且稳定的支架的支撑下稍微改变。因此，该微米尺度复合电极可以在面积电流密度高达5 mA cm-2的情况下以低极化稳定循环200次。
Zheng Liang, Kai Yan, Guangmin Zhou, Allen Pei, Jie Zhao, Yongming Sun, Jin Xie, Yanbin Li, Feifei Shi, Yayuan Liu, Dingchang Lin, Kai Liu, Hansen Wang, Hongxia Wang, Yingying Lu, Yi Cui, Composite lithium electrode with mesoscale skeleton via simple mechanical deformation, Science Advances, 2019.
DOI: 10.1126/sciadv.aau5655
http://advances.sciencemag.org/content/5/3/eaau5655
PS:
我想到了这些
图片来自百度图片
左为韩国紫菜包饭；右为山楂卷
大家吃的时候有看到层状结构了吗~有想到把锂片卷进去吗~生活何处无idea，只是缺少一双发现idea的眼睛。。。当然，我也不知道作者是否是根据这些吃的想到的，但是我想到了这些吃的，作者真的是奇思妙想，佩服佩服！
