近日,，我所先端材料基因組創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在材料科學(xué)國際頂級期刊《Small》（中科院一區(qū)TOP,，影響因子11.459）上發(fā)表題為“Super-assembled hierarchical CoO nanosheets-Cu foam composites as multi-level hosts for high-performance lithium metal anodes”的最新研究論文。齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）為第一完成單位,，碩士研究生張潤豪為第一作者,，指導(dǎo)導(dǎo)師李勇博士為共同第一作者兼通訊作者。
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202101301
鋰金屬負(fù)極由于其高理論比容量（3860 mAh/g）和低電極電位（-3.040 V）的優(yōu)勢,，被認(rèn)為是下一代高比能電池負(fù)極材料的首選,。但是，鋰金屬負(fù)極在實(shí)際應(yīng)用中面臨鋰枝晶生長和體積膨脹引起的安全性挑戰(zhàn),。設(shè)計(jì)具有三維分級微/納米結(jié)構(gòu)的親鋰復(fù)合材料是鋰金屬負(fù)極發(fā)展過程中的關(guān)鍵科學(xué)問題,，被認(rèn)為是一種解決高安全瓶頸、推進(jìn)鋰金屬負(fù)極產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的有效手段,。
該工作以設(shè)計(jì)符合實(shí)用化性能的鋰金屬負(fù)極為目的,，通過水熱組裝和熱注入方法成功制備了Li-CoO-泡沫銅復(fù)合電極。熱注入后XRD和反應(yīng)的吉布斯自由能變化證明了CoO層通過物理吸附熔融的金屬鋰,，這使得自發(fā)潤濕框架成為可能,。相比于通過化學(xué)反應(yīng)吸附熔融鋰的親鋰氧化物，CoO納米片在鋰注入過程中形貌不發(fā)生變化,，從而形成了多級結(jié)構(gòu),，為后續(xù)的Li剝離/沉積過程提供穩(wěn)定的亞微米結(jié)構(gòu)?；趶?fù)合電極在剝離/沉積過程中的形貌分析,，提出了“三維分級剝離/沉積理論”，為探索鋰沉積提供了豐富的理論基礎(chǔ)。該工作制備的復(fù)合金屬鋰負(fù)極實(shí)現(xiàn)無枝晶,、無“死鋰”的循環(huán),，進(jìn)而獲得在對稱電池和全電池體系中優(yōu)異的電化學(xué)性能，提升了儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全性,。
論文第一作者張潤豪為研究所2018級碩士研究生,，主要研究方向?yàn)殇嚱饘儇?fù)極材料的制備與性能研究，目前以第一作者發(fā)表IF＞10的SCI論文3篇,，總影響因子超過40,。李勇博士，碩導(dǎo),，先端團(tuán)隊(duì)科研骨干,，主要研究方向包括高比能清潔能源材料、瞬態(tài)儲(chǔ)能器件的設(shè)計(jì)與制備等,。主持國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目子課題1項(xiàng)，作為科研骨干參與軍科委XXXX計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目1項(xiàng),、科教產(chǎn)融合試點(diǎn)工程專項(xiàng)4項(xiàng),，近5年在國際著名期刊Energy Storage Mater.、Nano Energy,、Adv. Energy Mater.,、JMCA、Small,、Nanoscale等發(fā)表高水平SCI收錄論文30余篇,，申請發(fā)明專利4項(xiàng)。