锂（Li）金属是下一代高能量密度充电电池负极的最终选择。然而，Li金属负极的枝晶生长、死锂形成和大体积变化会导致短路、火灾甚至爆炸等严重的安全隐患。

近日，结合了GO优异的导电性和亲Li性，以及排列结构的直线离子传输路径。

文章要点

1）研究人员首先用3D打印的树脂针模板冲孔氧化石墨烯薄膜，形成排列整齐的通道，然后用熔融的锂离子注入程序形成多孔的氧化石墨烯/锂离子电极。所制备的电极具有柔性，可折叠、展开多次，电极厚度可控制在50 ~ 150 μm，面积容量分别为9.881 ~ 27.601 mAh cm⁻²。

2）石墨烯基体中排列整齐的通道使锂离子通量均匀分布，提供了更短的扩散路径，为锂离子电镀和剥离提供了稳定的支架，有利于防止大体积变化和避免锂枝晶的形成。

3）结果表明，该负极在电流密度为1.27 mA cm⁻²时的过电位小于30 mV，使用寿命超过400h，与LiFePO₄正极配对组装的电池，在20 C的高倍率下容量为93 mAh g⁻¹，循环寿命超过600次。而当与LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂正极配对时，它在10 C下的容量为117.9 mAh g⁻¹，循环150次后仍保持稳定。

4）Li/holey GO复合材料具有良好的柔性和可恢复性，厚度和容量可控，可满足各种能源需求。研究人员进一步将其应用于锂-硫电池中，首次容量为1015 mAh g⁻¹，循环150次，硫负载量为9.75mg，CE达99.5%以上。

参考文献

Shuyan Ni, et al, Dendrite-Free Lithium Deposition and Stripping Regulated by Aligned Microchannels for Stable Lithium Metal Batteries, Adv. Funct. Mater. 2022

DOI: 10.1002/adfm.202200682

https://doi.org/10.1002/adfm.202200682