对于锂基高能电池来说，控制镀锂的行为仍然是一项具有挑战性的任务。一般情况下，镀锂过程受离子输运、浓度梯度、局部电场等因素的动力学控制。研究人员开发多种策略，以实现动力学均匀化，然而，这种动力学控制的镀锂行为几乎没有发生任何改变。
近日，华中科技大学李会巧教授报道了首次引入了一种由均匀分布在碳纳米颗粒中的BaTiO3（BTO）组成的铁电衬底，并成功地将传统的树枝状锂沉积转变为规则的锂晶体。其机理与铁电BTO在外加偏压时发生极化密切相关。
文章要点
1）BTO的自发极化会产生两个带电端，上负端可以在尖端偏置时吸附锂离子，这有助于在镀锂前使离子分布和梯度趋于平坦。此外，衬底中相反的瞬间极化但局部响应的电场能够极大地平衡外加电场，有助于形成中性的衬底-电解质界面，形成均匀的锂晶体。
2）由于锂的沉积过程受动力学影响较小，热力学控制的体心结构的锂表现为三角形、六边形或矩形，以尽可能暴露更多的(110)面，从而最大限度地降低其表面能量。
3）研究人员提供了一种全新的策略，通过界面的铁电效应来屏蔽动力学参数对锂沉积的不利影响。此外，利用局域物理场或化学场来控制区域电场或离子分布的强度可能会极大地改变镀锂行为。
这项工作为建立镀锂行为与本征锂晶体结构之间密切关系的基础科学研究提供了新的思路。
Yanpeng Guo, et al, Shaping Li deposits from wild dendrites to regular crystals via Ferroelectric effect, Nano Lett., 2020
DOI：10.1021/acs.nanolett.0c03206
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.0c03206
