一、研究背景

近年来，带有金属锂负极的锂金属电池（LMB）研究已成为国内外的热门话题，并成为下一代高能量密度电池的重要开发目标。然而，由于高模量锂枝晶的不可控形成对库伦效率和安全隐患都有严重的负面影响，成为阻碍LMB商业化的关键问题之一，引起了研究人员的广泛关注。先进炭材料具有优异的电子导电性、机械性能和电化学稳定性及轻质特性，在抑制锂枝晶的形成领域发挥着非常重要的作用，有着非常好的应用前景。

二、工作简介 （含主要图或表）

图1 锂枝晶形成模型及先进炭材料示意图

近日，太原理工大学王晓敏教授课题组在《新型炭材料（中英文）》(New Carbon Materials)上发表了题为“The role of carbon materials in suppressing dendrite formation in lithium metal batteries”的综述文章。该综述首先回顾了近年来为理解锂枝晶形成过程而提出的几个具有代表性和影响力的模型，包括表面扩散模型、异质形核模型、空间电荷模型以及SEI诱导形核模型。这些理论模型为研究人员提供了研究锂枝晶形成机制的多种视角，虽然这些模型的提出都有一定的先决条件和局限性，但为解决锂枝晶的问题提供了一系列的思路和方法，如电解液优化、成核控制、SEI改性、3D基体设计等等，并取得了一定的效用。

随后，该综述讨论了先进炭材料凭借其优异的导电性、电化学稳定性、机械性能和可塑性，已被广泛开发用于防止锂枝晶的形成。基于对上述主流锂枝晶形成模型的全面理解和认识，作者系统地对比了石墨烯、纳米碳管、炭纤维、空心炭以及其他先进炭材料在应对锂枝晶形成方面的优劣势，并进一步汇总近几年来各种先进炭材料在抑制锂枝晶形成方面的典型工作。最后，该综述对先进炭材料抑制锂枝晶形成方面的局限性和未来研究方向进行了总结和展望，为进一步开发高性能金属锂电极用先进炭材料提供了参考。

New Carbon Materials 文章信息

DOU Huang-lin, ZHAO Zhen-xin, YANG Sun-bin, WANG Xiao-min, YANG Xiao-wei. The role of carbon materials in suppressing dendrite formation in lithium metal batteries. New Carbon Mater., 2023, 38(4): 599-622. doi: 10.1016/S1872-5805(23)60762-0

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