包含鋰陽極的鋰金屬電池由于其理論容量高而在取代傳統鋰離子電池方面具有很大希望，但由于不良的副反應而導致循環性能不佳。

現在，韓國研究人員已經解決了預先植入氮化鋰(LN-LMP)的工程鋰金屬粉末的問題，報告稱基于LN-LMP的電極具有出色的循環性能，并為其商業化鋪平了道路。

左起順時針方向：YongMinLee教授、HongkyungLee教授和博士。來自韓國DGIST能源科學與工程系的學生DaheeJin與合作者一起，為他們的電池設計了一種預先植入LiNO3的鋰粉末陽極。（圖片：DGIST）

我們的生活受到各種形狀和形式的電子產品的支配。反過來，電子產品受電池控制。然而，廣泛用于電子設備的傳統鋰離子電池(LIB)正在失寵，因為研究人員開始將鋰金屬電池(LMB)視為一種優越的替代品，因為它們的能量密度非常高，超過了LIB數量級！主要區別在于負極材料的選擇：LIBs使用石墨，而LMBs使用鋰金屬。

然而，這樣的選擇也帶來了挑戰。其中最突出的是在循環過程中鋰陽極表面形成針狀結構，稱為“枝晶”，往往會刺穿陽極和陰極之間的屏障，導致短路，從而導致安全問題。

鋰枝晶的形成很大程度上取決于鋰負極的表面性質。因此，LMB的一個關鍵策略是在鋰表面建立一個高效的固體電解質界面(SEI)，韓國大邱慶北科學技術學院(DGIST)專門研究電池的YongMinLee教授解釋說。

因此，研究人員探索了多種策略，從2D界面工程到3D鋰負極架構。在每種情況下，解決一個問題只是讓位于另一個問題。然而，一種基于鋰金屬粉末(LMP)復合電極的新方法有望脫穎而出。

LMP的吸引力在于它們的球形形狀，這導致更高的表面積，以及易于厚度可調，允許更寬和更薄的電極。然而，LMP使用的問題仍然存在，例如由于其不平坦表面的固有性質導致的形態失敗。

現在，在AdvancedEnergyMaterials上發表的一項新研究（“RobustCyclingofUltrathinLiMetalEnabledbyNitrate-PreplantedLiPowderComposite”）中，李博士與來自韓國的研究人員一起采用了一種新方法，其中預植入鋰金屬在電極制造過程中將LiNO3加入到LMP本身，使它們能夠制造約150毫米寬和20微米厚的電極，庫侖效率為96%。

將LiNO3添加到LMP中完成了兩件事：它在LMP表面誘導了均勻的富含N的SEI，并且隨著LiNO3穩定地釋放到電解質中，導致其在長時間循環中持續穩定。事實上，帶有LiNO3預植入LMP(LN-LMP)的LMB表現出出色的循環性能，在450次循環中容量保持率為87%，甚至優于添加LiNO3電解質的電池。

李教授對這些發現感到興奮，并談到了它們的實際影響。我們預計，在LMP電極中預先植入鋰穩定添加劑將成為具有高比能量和長循環壽命的大規模鋰金屬、鋰硫和鋰空氣電池商業化的墊腳石，他說。