作为锂电池负极材料的金属锂具有具有3861mAh/g的高比容量，但在充放电循环使用过程中却表现出较差的循环特性。石墨烯作为碳材料家族中的重要一员，自获得诺贝尔化学奖之后掀起了一股研究热潮，相比金属负极材料，碳材料电极具有较宽的工作电压和良好的循环稳定性。那么，石墨烯结合金属锂复合材料是否能进一步拓宽工作电压的同时提升循环稳定性？此外，大量的研究表明石墨烯与金属锂的复合性较差，若想实现二者之间复合，需对石墨烯表面进行处理，是什么导致石墨烯表面疏锂？
近日，上海同济大学黄云辉课题组与MIT李巨课题组合作，深入研究了金属锂和不同类型碳石墨材料符合浸润特性，通过第一性原料及研究表明，在HOPG表面熔融态金属锂呈现73°接触角，二者具有良好的接触性；在锂化石墨纸表面呈现52°接触角，亦体现出二者优异的接触性；熔融态金属锂亦可均匀分布商用石墨粉末中，研究证实石墨烯表面的含氧官能团会对锂和材料表面的活性接触位点起到钉扎作用，导致表现疏锂特性。结合研究，黄云辉课题组对石墨纸的亲锂特性进行了调控，成功制备大尺寸、良好循环稳定性的石墨-金属锂复合负极材料，为高能量锂电池负极材料的开发提供了新的参考思路。相关成果以题为“Is Graphite Lithiophobic or Lithophilic”发表在了National Science Review，论文影响因子13.833。
图1 . Li-HOPG接触角实验
图2. Li-PCP/lithiated PCP接触角实验
图3. Li-PCP复合材料制备
图4. Li-PCP复合材料电化学性能
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