麦立强/刘振辉EEM：亲锂单原子协同有序多孔碳实现超稳定锂金属负极

由于高比容量和低电化学还原电位，锂（Li）金属被认为是最有希望的高能锂电池负极。然而，锂枝晶的生长和巨大的体积变化严重限制了锂金属电池的发展。武汉理工大学麦立强、南京航空航天大学刘振辉等提出了一种带有亲锂单原子的有序介孔N掺杂碳来诱导锂金属的均匀成核和沉积，以解决上述问题。

图1. NOMC-Ni的作用示意

具体而言，作者设计了一种具有相互连接三维介孔通道和丰富均匀分散的亲锂单原子位点的N掺杂有序介孔碳（NOMC-Ni），在优化锂金属负极方面，它同时具有原子Ni亲锂位点和三维有序介孔结构的优势。

受益于互连三维有序介孔结构和丰富亲锂单原子位点的协同效应，NOMC-Ni可以实现调节局部电流密度和快速传质，从而实现均匀的锂沉积，并抑制枝晶和缓冲体积膨胀。

图2. 半电池性能

因此，当作为锂金属宿主应用时，NOMC-Ni/Li电极在200次循环后表现出99.8%的高CE和极低的成核过电位（~31 mV）。

此外，当与商用磷酸铁锂（LFP）结合时，NOMC-Ni||LFP表现出108 mAh g^-1的高容量，并且在1C的第5至350次循环中平均库伦效率（CE）高达99.8%。单原子金属亲锂位点和三维有序介孔结构的结合为设计稳定的锂金属负极提供了新的启示，并为开发超稳定的锂金属电池提供了机会。

图3. 全电池性能

Single-Atom Lithiophilic Sites Confined within Ordered Porous Carbon for Ultra-Stable Lithium Metal Anodes. Energy & Environmental Materials 2022. DOI: 10.1002/eem2.12466

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麦立强/刘振辉EEM：亲锂单原子协同有序多孔碳实现超稳定锂金属负极

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