锂金属电池是高能电源的终极选择，但锂金属负极的枝晶问题和无限体积变化导致的性能衰退和安全隐患严重阻碍了锂金属电池的发展。

近日，北京化工大学邱介山教授，大连理工大学王治宇教授报道了通过超轻且高度坚固的MXene气凝胶（ULRMA）来增强锂金属负极，该气凝胶具有内置的抗应变和分子级亲锂特性。

文章要点

1）研究人员开发了一种氢键交联策略，在常温下快速组装二维MXene为ULRMA，同时较少牺牲MXene的固有性质。

2）具有超低密度（10 mg cm^-3以下）的ULRMA有利于最大限度地发挥锂金属在重量能量密度方面的优势，同时提供了针对长期镀锂/剥离的机械应变的优异的多孔骨架稳定性。此外，具有高电导率和分层孔隙率的亲锂结构进一步降低了电位极化，并指导了锂的均匀沉积。

3）实验结果显示，在ULRMA中吸收锂金属可以得到稳定的锂金属负极，其超长寿命为1600 h，具有高达20 mA cm^-2的高倍率性能和高库仑效率。得益于良好的稳定性和可逆性，当分别与市售磷酸铁锂和硫正极配对时，具有坚固的MXene气凝胶骨架的锂金属负极在5-10 C的高倍率下，显著提高了锂离子电池和锂硫电池在超过300-500次循环下的容量保持率。

参考文献

Meng, X., et al, Hydrogen-Bonding Crosslinking MXene to Highly Robust and Ultralight Aerogels for Strengthening Lithium Metal Anode. Small Sci., 2021

DOI: 10.1002/smsc.202100021

https://doi.org/10.1002/smsc.202100021