【摘 要】
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近年来,为满足电动汽车长续航要求,急需发展高比能量的电池。金属锂具有超高的理论比容量和低电化学电势,有望成为下一代负极材料。但放电过程中金属锂的生长难以控制,循环中产生的锂枝晶和死锂使锂金属电池面临严峻的安全问题。为诱导金属锂的均匀沉积,有效减少锂枝晶和死锂的产生,本文从锂金属负极基体表面修饰入手,开展了以下两项工作:1.构筑了用金属Bi纳米片修饰的泡沫镍骨架（Ni@Bi Foam）,在放电过程中
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近年来,为满足电动汽车长续航要求,急需发展高比能量的电池。金属锂具有超高的理论比容量和低电化学电势,有望成为下一代负极材料。但放电过程中金属锂的生长难以控制,循环中产生的锂枝晶和死锂使锂金属电池面临严峻的安全问题。为诱导金属锂的均匀沉积,有效减少锂枝晶和死锂的产生,本文从锂金属负极基体表面修饰入手,开展了以下两项工作:1.构筑了用金属Bi纳米片修饰的泡沫镍骨架（Ni@Bi Foam）,在放电过程中原位形成光滑致密的Li3Bi亲锂层。一方面,Li3Bi亲锂层的形成重塑了负极骨架的表面热力学,加快了金属锂沉积的动力学过程,有效诱导了金属锂的均匀沉积,缓解了枝晶和死锂的产生;另一方面,光滑致密的Li3Bi亲锂层为后续金属锂的光滑沉积提供了良好的基础。在半电池体系中（1mA cm-2＆1 mAh cm-2）,Ni@Bi Foam能够稳定循环500圈以上,平均库伦效率达98.46%。与高载量LiFePO4正极（面载量:10.1 mg cm-2）匹配时,其仍表现出优异的循环稳定性和倍率性能。2.将Bi2S3组分引入铜网骨架（Cu@Bi2S3 Mesh）,预构建了具有Li3Bi和Li2S组分的SEI膜。相比于金属锂在Cu Mesh骨架上的无序沉积,金属锂主要沿Cu@Bi2S3 Mesh骨架均匀沉积,表现出优异的沉积/剥离性能。将其组装对称电池（1 mA cm-2＆1 mAh cm-2）,能够保持15mV的较小锂沉积过电位,稳定循环1300h以上。在磷酸铁锂全电池测试中,Cu@Bi2S3 Mesh全电池在0.5 C条件下循环120圈,每个循环的容量衰减仅0.027%。
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