姓名：喻发全

　　所在学院：化工与制药学院

　　成果简介：

　　本团队在锂金属电池方面的研究主要为结构修饰和界面重构。通过亲锂锚点修饰三维集流体和富含无机物的界面调节，以引导Li自动进入整个负极骨架，降低局部电流密度，消除锂枝晶形成和缓解电极的体积膨胀，从而提高锂金属电池使用寿命和安全性。近五年发表文章10余篇，申请专利7项。

　　成果技术创新点：

　　（1）将四氨基酞菁（TAPC）作为亲锂锚点修饰的三维多孔导电碳纤维布(TAPC@CF)用作高度稳定和可润湿的锂宿主骨架。这种亲锂骨架结构可以引导锂成核及均匀沉积。

　　（2）共轭多电子结构的TAPC与锂的强亲和力，它可以引导熔融锂自主快速注入整个骨架。此外，熔融Li与TAPC反应原位形成了良好的Li+导体和电子绝缘的Li3N界面，这有利于降低电极与电解质之间的锂离子传输阻力，提高循环性能。

　　（3）根据密度泛函理论计算（DFT），Li3N层上的Li+扩散势垒相较于纯锂低近20倍，富含Li3N的共形人工SEI膜不仅可以有效稳定界面，避免副反应的发生，而且可以促进Li+在SEI层上的快速传输。

　　（4）原位光学显微镜观察进一步证实Li3N能够有效促进Li+通过电极/电解质界面，并在高电流密度下实现均匀的锂沉积。

　　成果应用前景：

　　本团队利于四氨基酞菁（TAPC)作为亲锂锚点修饰三维多孔导电碳纤维布，作为一种高稳定、高润湿性的锂支架材料与高载量的LiFePO4正极(15.0 mg cm-2)组装的全电池表现出良好的循环稳定性。通过Li3N在CC/Li基体中的扩散和迁移，开发的具有梯度Li3N结构的三维锂负极，在2 mA cm−2的电流密度下实现了超过1000 h的稳定循环。此外，CC/Li/Li3N负极在与液态电池和固态电池兼容时都表现出良好的循环性能。这些结果表明通过界面调节和亲锂性的结构修饰，制得的锂金属电池在实际应用中具有巨大的潜力。

　　部分图片展示：

图1. 内源共生的Li3N界面实现稳定的锂沉积（Nano Energy, 2022, 93, 106836. IF=19.069，一区）

图2. 原位生成梯度分布的Li3N促进锂均匀沉积（Journal of Energy Chemistry, 2022, DOI: 10.1016/j.jechem.2022.09.025, IF=13.599，一区）