第一作者：劉銘、馬江珊為共同一作
通訊作者：馬志鵬、宋愛玲、邵光杰
通訊單位：燕山大學環境與化學工程學院
論文DOI：10.1002/adfm.202416527
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該論文著重歸納總結了馬志鵬、宋愛玲、邵光杰團隊在磁流體效應調控鋰金屬沉積方面的研究進展。團隊在碳布基底上生長鐵磁性CC@CoF2/C納米陣列，實現了均勻、無枝晶的深層鋰沉積。有限元模擬、原位表征和電化學測試表明，納米片陣列通過洛倫茲力調控Li+成核位點，抑制枝晶生長，并形成富含LiF的固態電解質界面。該復合負極對稱電場在1 mA cm-2電流下表現出超10,000 h長循環壽命，配對LiFePO4正極后在2C倍率下循環1000次容量保持率達92%。為開發磁性材料以調控鋰金屬在深度電鍍過程中的穩定和均勻沉積提供了新的思路。
背景介紹
鋰金屬電池(LMBs)因其超高理論比容量和低電位，成為下一代高能量密度電池的潛力候選。然而，鋰枝晶生長和固態電解質界面(SEI)不穩定性導致的容量衰退和安全隱患，嚴重制約了LMBs的應用。鋰枝晶在沉積/剝離過程中會破壞SEI層，導致鋰金屬暴露，引發副反應和死鋰形成，從而降低庫侖效率和循環穩定性。為了解決這些問題，研究者提出了包括功能化SEI層、三維(3D)集流體等策略，但現有方法仍未能完全解決深層鋰沉積和枝晶抑制問題。近年來，磁場的引入被作為一種新策略來調控鋰離子的沉積行為。通過在集流體上引入負載有磁性材料的納米陣列，如CoF2納米顆粒，可以產生微磁場，通過洛倫茲力作用優化鋰離子的遷移路徑，調控鋰沉積過程，促進均勻沉積并抑制枝晶生長。與外部磁場不同，內建磁場不需要額外的能量消耗和設備，降低了成本，同時能有效調整電解質流動，進一步優化鋰金屬的沉積形態，解決現有三維框架在深層沉積方面的不足。
Toc: 鐵磁性CC@CoF2/C誘發磁流體效應促使鋰深鍍沉積，達到抑制枝晶效果
研究出發點
在鋰金屬電池中引入磁場，用于調控鋰離子的深度沉積，包括內建磁場和外部磁場兩種方式。磁場的引入可以在鋰沉積過程中細化晶粒，促進均勻致密的鋰沉積。同時，磁場還可以調節電解液在三維集流體微空間中的流動模式和速度，產生磁流體動力學效應(MHD)，通過洛倫茲
聲明：
“燕山大學馬志鵬、宋愛玲、邵光杰團隊AFM：鐵磁性CC@CoF2/C調控鋰動態軌跡實現超長深鍍沉積鋰金屬電池” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：燕山大學
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2025年06月13日 ~ 15日 
