锂金属电池的实际应用受到难以控制锂金属镀层微观结构的严重阻碍。尽管先前的原子层沉积（ALD）研究集中在直接用薄膜涂覆锂金属以钝化电极-电解质界面，但研究人员采用了另一种方法，将ALD膜置于锂金属下方并直接在铜集流体上。

近日，斯坦福大学Stacey F. Bent，崔屹教授揭示了使用ALD在铜箔上生长的TiO₂来控制Li金属镀层微观结构这一简单策略的机理。

文章要点

1）与先前的研究（其中ALD生长层充当人工中间相）相反，该TiO₂层位于铜-锂金属界面处，充当成核层以改善锂金属的镀层形态。TiO₂锂化后，会形成Li_xTiO₂配合物。这种合金提供了一个亲锂表面层，能够实现均匀且可重覆的Li镀层。

2）结果显示，性能最佳的电池（5 nm TiO₂）具有明显的锂沉积的可逆性，在1 mA cm^-2的中等电流密度下经过150次循环后显示出96％的平均库仑效率（CE）。

研究人员利用这种简单的策略首次揭示了ALD衍生的Li成核控制机制，并为未来ALD合成成核层提供了新的可能性。

Solomon T. Oyakhire, et al, Revealing and Elucidating ALD-Derived Control of Lithium Plating Microstructure, Adv. Energy Mater. 2020

DOI: 10.1002/aenm.202002736

https://doi.org/10.1002/aenm.202002736