随着经济社会的发展，当前电池技术的进展已经无法满足工业化生产（如手机等便携式电子设备和电动汽车等）的需求。在可充电池的各个组分中，负极材料由于采用不同的电化学机制因而具有多样性，这同时也为高性能负极材料的开发造成了困难。
最近，美国阿贡国家实验室的陆俊、Kahlil Amine和天津大学的Cheng Zhong等对非水系二次电池负极材料的设计策略等进行了综述。
本文要点：
1) 文章共分为金属负极、碳基负极、合金与转化反应负极以及展望四部分，在每一部分中作者都对相应负极材料存在的问题、对应改进策略以及进一步发展前景进行了全面分析。
2）对于金属负极来说，其失效模式可分为金属负极诱发的电解液分解和异质金属电沉积两种，这取决于金属负极与电解液之间的相互作用。金属负极普遍存在着表面钝化、枝晶生长等问题，有效的解决策略包括更快的表面扩散调控、更好的沉积压力管理、更稳定SEI膜的构建。
3）碳基负极材料主要存在体积比容量低、首周库伦效率低等问题，作者认为其在锂离子电池中取得的巨大成功不一定能够复制到其他电池体系中，这取决于金属离子溶剂化后是否能够高效可逆地脱嵌。
4）基于合金和转化反应的负极材料常常面临体积膨胀、动力学迟滞等问题，可以通过形貌调控、电解液优化、表面修饰等手段进行改性。
MatthewLi et al, Design strategies for nonaqueous multivalent-ion and monovalent-ionbattery anodes, Nature Reviews Materials, 2020
DOI: 10.1038/s41578-019-0166-4
https://www.nature.com/articles/s41578-019-0166-4
文章来源：纳米人
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