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枝晶生長阻礙了鋰金屬負極 (LMA) 在高能量密度電池中的實際應用。從力學的角度來看，固體基底上的鋰生長會產生很大的強度，導致短路和不均勻的鋰沉積。

受自然界流沙的啟發，天津大學楊全紅教授、清華大學深圳國際研究生院呂偉副研究員等人通過在電解液中混合鋰粉、碳納米管 (CNT) 和聚環氧乙烷 (PEO) 等固體成分，提出了一種類似流沙的LMA的設計。

在高固/液比下，制備的混合物呈半固態。然而，它具有像流沙（非牛頓流體）一樣的剪切變稀特性，可以有效地消除枝晶生長的應力，并適應電鍍/剝離過程中鋰金屬的體積變化，尤其是在高電鍍電流密度下。

圖1. 流沙狀LMA上的鋰電鍍行為

因此，在超過1000小時的長循環測試中，這種LMA在對稱電池中具有穩定的電化學行為，即使在20 mA cm^-2的高電流密度和 8 mAh cm^-2的高沉積容量下也實現了超過400小時的良好循環性能。

組裝的Li-LiFePO₄全電池在低N/P比下也顯示出長期穩定的循環性能和高倍率性能。此外，流沙狀LMA消除了內部應力，并在反復彎曲過程中保持完整性，顯示出在柔性設備中的潛在用途。

圖2. 含流沙狀LMA的Li-LiFePO₄全電池的電化學性能

Dendrite-Free Non-Newtonian Semisolid Lithium Metal Anode, ACS Energy Letters 2021. DOI: 10.1021/acsenergylett.1c01977

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