AFM：对流式锂离子传输实现无枝晶锂沉积！

抑制不均匀的树枝状锂沉积对锂金属电池（LMBs）的安全和稳定循环至关重要。均匀且无枝晶的沉积需要向锂表面均匀且快速地传输Li⁺。然而，涉及电迁移和分子扩散的静态液体电解液的传统离子传输会引发锂表面上锂浓度的更大差异，从而导致不规则的枝晶生长。

大邱庆北科学技术院Hochun Lee、Yong Min Lee、Hongkyung Lee等通过磁性纳米自旋棒(NSB)分散的胶体电解质抑制枝晶生长，提出了一种对流式的Li⁺传输。

图1. 远程NSB搅拌辅助对流Li⁺转移的概念

为在电解质中提供高效的Li⁺对流传输，NSB被合理地设计为具有超高的长宽比，其行为类似于一个螺旋桨，包括一个1微米长的20纳米顺磁性Fe₃O₄纳米颗粒阵列和一个外部二氧化硅（SiO₂）涂层。然后，外部旋转磁场可以驱动液体电解液中空间分布的同步NSB，导致质量运输的集体运动。

图2. NSB的合成、形态特征和特性

与宏观混合相反，一组通过活性NSB胶体的集体动态流动在Li⁺扩散中产生中尺度混合和涡流流体力学流动，促进Li⁺通量向LMA表面的均匀性，从而抑制树枝状锂沉积。通过改变旋转方向和改变电流密度，采用各种电解质溶液系统地验证了NSB辅助离子转移的功效。受益于NSB辅助的离子转移，具有先进盐/溶剂成分的NSB分散的电解质实现了LMB在600次以上的稳定循环，容量保持率为70%，从而超过了无NSB的电池。

图3. 基于NSB分散胶体电解质的Li||Cu和Li||NMC622电池的循环性能

Dynamic Ionic Transport Actuated by Nanospinbar-Dispersed Colloidal Electrolytes Toward Dendrite-Free Electrodeposition. Advanced Functional Materials 2022. DOI：10.1002/adfm.202204052

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