伊利诺大学参与研发3D GOn涂层 欲借此抑制锂晶枝生成

据外媒报道，尽管锂金属电池拥有大容量、低氧化还原电势（lowredoxpotential）等理论上的优势，但在实际应用中，锂金属阳极容易出现锂晶枝增生（Dendriticgrowthoflithium）的情况。

伊利诺大学芝加哥分校（UniversityofIllinoisatChicago）的研究人员与美国德州农工大学（TexasA&MUniversity）的同事们采用3D石墨烯氧化物纳米保形涂层（3Dconformalgrapheneoxidenanosheetcoating，GOn），并将其置入玻璃纤维隔板（glassfiberseparator）的织物结构内，使锂离子能够在该结构内灵活移动，同时抑制锂晶枝的形成。

其研究成果发布在期刊《先进功能材料》（AdvancedFunctionalMaterials）中，宣称锂金属电池阳极的使用寿命及稳定性得到了“显著提升（remarkablyenhanced）”。从头算分子动力学（Abinitiomoleculardynamics，AIMD）模拟结果表明，锂离子最初将被亲锂（lithiophilicGOn）吸收，然后通过缺损空位（缺位，defectsites）扩散，从而延迟锂（离子）迁移（Litransfer），旨在消除“末端效应（tipeffect）”，防止生成均匀锂成核（homogeneousLinucleation）。

同时，在AIMD模拟期间，碳碳键（C—Cbonds）的破裂将创建更多的途径，加快锂离子传输的速度。此外，相场建模（phase-fieldmodeling）证明，若GOn机械刚性涂层的缺陷尺寸（defectsize）处于合适值时——小于25纳米，可阻止锂的各向异性生长（anisotropicgrowth）。该研究团队表示，相较于采用2D材料来抑制锂晶枝，其研究无疑迈进了一大步。

该项研究获得了美国国家科学基金会（NationalScienceFoundation）授权的DMR-1620901及美国能源部授权的DE-EE0007766资金补助。