近日，中科院大连化物所研究员吴忠帅团队研发出一种三维高导电、亲锂性的MXene/石墨烯多孔气凝胶新材料，并成功应用于高锂载量、高容量、无枝晶金属锂负极，获得了高比能、长寿命锂金属电池。相关研究成果发表在《美国明升手机会—纳米》上。
金属锂具有超高质量理论比容量（3860 毫安时/ 每克）和最低的氧化还原电压（-3.04 伏），被认为是一种非常有应用前景的高比能锂电池负极材料。但由于其存在不可控的锂枝晶、死锂，以及充放电过程锂金属体积膨胀等问题，导致锂金属循环性能差，安全性能低，限制了锂金属负极在高比能锂金属电池中的实际应用。
研究人员研发的这种三维MXene/石墨烯多孔气凝胶材料，并用作锂金属的载体，成功构筑出柔性的、高锂载量（3560毫安时/ 每克）、具有高比表面积（259 平方米/每克）、优异导电性、良好的亲锂性能，实现了高的库伦效率（99%），显著提高了金属锂负极的循环稳定性（2700 小时）。
研究人员还将该锂金属负极应用到锂硫、锂/钛酸锂全电池中，都表现出高的比容量、优异的循环稳定性和倍率性能。这种三维高导电亲锂网络结构的设计策略为构建高能量密度、长循环寿命的锂金属电池提供了新的思路。
相关论文信息：http://doi.org/10.1021/acsnano.9b07710
