鋰金屬電池被廣泛視為鋰電科技未來發展的“聖杯”。但是，在電池迴圈過程中鋰金屬表面易呈現不規則演變，進而折損電池壽命並導致安全隱患，是本領域的覈心難題。深入理解鋰金屬的多形態晶型特徵、演變機制並對其實現有效的調控是解决該問題的唯一途徑，也是對現階段充實該領域理論的迫切需求。
近日，清華大學深圳國際研究生院資料研究院楊誠、康飛宇課題組創新性地從多物理場視角下揭示鋰金屬負極的多形體演化機制及調控策略，並在頂級期刊發表綜述論文。該綜述首先系統地介紹了類比不同形態鋰金屬演變的理論模型，並討論了不同模型存在的局限性；總結了鋰金屬及其表層SEI膜等的化學、電化學和冶金學性質對不規則形態鋰演變生長的影響，和延緩、抑制與定向誘導不規則鋰演變以改善鋰金屬電池穩定性和安全性能的研究進展；最後總結了金屬負極存在的挑戰，並展望了其未來的發展方向。
綜述中，作者從更加底層的多物理場（離子濃度場、電場、應力場和溫度場）視角系統分析了液體電解質系統中三種不同類型不規則鋰沉積形貌的形成機理、影響因素和調控策略。在總結和歸納前人觀點的基礎上，為深入理解電化學電池中鋰金屬沉積/溶解演變行為提供了新穎和更加深入的見解。此外，本文所提出的多物理場分類法及其相關的理論知識也有助於理解其他金屬的電化學演變行為，為開發高性能金屬負極電池提供了指導性作用，具有重要的研究價值。
總結在電化學迴圈過程中，多物理場（離子濃度場，電場，應力場和溫度場）與多形態鋰金屬演變之間的聯系
相關成果近日以“多物理場視角下鋰金屬負極的多形體演化機制及調控策略”（Polymorph Evolution Mechanisms and Regulation Strategies of Lithium Metal Anode under Multiphysical Fields）為題發表在國際期刊《化學綜述》（Chemical Reviews）。清華大學深圳國際研究生院楊誠副研究員、康飛宇教授和美國加州大學爾灣分校忻獲麟教授是本文的共同通訊作者。清華大學深圳國際研究生院鄒培超博士和隋一明為本文的第一作者。
論文連結：
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.chemrev.0c01100
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