鋰(Li)金屬負極的實際應用由于在剝離/沉積過程中鋰枝晶的固有不可控增長而受到阻礙。探討均勻Li沉積和穩(wěn)健固體電解質界面（SEI）的調控具有重要意義。

圖1. 材料制備及表征

浙江工業(yè)大學陶新永、Zhijin Ju、四川大學張傳芳、華南理工大學杜麗等利用二維碳化鈦（Ti₃CNT_x）和三維還原氧化石墨烯（rGO）為基礎的導電支架結構的獨特表面化學特性，來調節(jié)鋰的成核和SEI。

Ti₃CNT_x獨特的表面化學性質以及三維導電納米多孔骨架使得鋰離子能夠均勻分布，從而導致通過低溫TEM觀察到的均勻鋰成核和SEI形成。此外，完整的SEI層具有有序的層狀Li₂O外殼和內部集中的LiF納米顆粒，這也有助于在反復循環(huán)時實現(xiàn)無枝晶的鋰沉積。

圖2. 半電池的電化學性能

因此，基于3D Ti₃CNT_x-rGO-Li電極的電池30C下的900次循環(huán)后表現(xiàn)出較高的容量保持率，達到77.7%。此外，低電荷轉移電阻和機械堅固的SEI層保證了3D Ti₃CNT_x-rGO-Li在5 mA cm^-2和0.5 mAh cm^-2的條件下具有超過3600小時的卓越循環(huán)壽命。

這一策略為合理設計超高速率響應和超穩(wěn)定的鋰金屬負極提供了啟示，并有望加速下一代高安全性鋰金屬電池的發(fā)展。

圖3. NCM622基全電池的電化學性能

Ti3CNTx MXene/rGO Scaffolds Directing the Formation of a Robust, Layered SEI toward High-rate and Long-cycle Lithium Metal Batteries. Energy Storage Materials 2023. DOI: 10.1016/j.ensm.2023.03.030