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锂二次电池的金属锂负极保护研究
锂二次电池的金属锂负极保护研究
摘要：
锂二次电池作为一种高能量密度的电化学能源存储设备，具有广泛的应用前景。然而，锂在充放电过程中容易发生金属化反应，导致金属锂负极的形貌变化和电化学性能衰减。因此，研究金属锂负极的保护机制及其应用是提高锂二次电池性能和安全性的关键问题。本论文综述了金属锂负极保护的研究进展，主要包括表面涂覆保护层、交流电化学反应和锂盐添加剂等方面的研究。
关键词：锂二次电池，金属锂负极，保护机制，表面涂覆，交流电化学反应，锂盐添加剂
引言：
锂二次电池作为一种高能量密度的电池，已逐渐取代传统的镍镉电池和镍氢电池，广泛应用于移动通信、电动汽车和可再生能源等领域。锂二次电池的高能量密度和长循环寿命使其受到了广泛的关注。然而，锂金属负极的问题仍然是制约锂离子电池进一步发展的主要障碍之一。
锂金属是一种具有低密度和很高的电化学活性的材料，在充放电过程中会发生金属化反应，导致金属锂表面的形貌变化和电化学性能衰减。金属锂在充电过程中会发生形成锂树和锂雾的现象，这些形貌变化会导致锂内部容量损失和极化现象的发生，进而导致锂电池的循环寿命和能量密度降低。因此，研究金属锂负极的保护机制是提高锂二次电池性能的关键问题。
方法：
本研究通过文献综述的方法，总结了金属锂负极保护的主要研究方法和机制。
结果与讨论：
1.表面涂覆保护层：通过在金属锂表面涂覆一层保护膜，可以防止金属锂和电解液之间的直接接触，减少金属锂与电解液之间的化学反应。常用的保护层材料包括聚合物薄膜、陶瓷薄膜和石墨烯等。这些保护层可以提高金属锂的电化学稳定性和循环寿命。
2.交流电化学反应：在充放电过程中，通过向电池中交替加入正负电流，可以促使金属锂表面上的金属离子重新还原成金属锂，从而减少金属锂和电解液之间的化学反应。这种方法可以提高金属锂的循环寿命和电化学性能。
3.锂盐添加剂：向电解液中添加一定量的锂盐，可以减轻金属锂和电解液之间的化学反应。锂盐可以中和电解液中的硫酯和自由基物质，减少金属锂的表面形貌变化和电化学性能衰减。
结论：
金属锂负极保护是提高锂二次电池性能和安全性的关键问题。表面涂覆保护层、交流电化学反应和锂盐添加剂等方法可以有效降低金属锂负极的形貌变化和电化学性能衰减。未来的研究应该进一步深入研究金属锂负极保护的机制，并开发更好的保护材料和方法，为锂二次电池的应用提供更好的性能和安全性。
参考文献：
1.Armand,M.,&Tarascon,J.M.(2008).Buildingbetterbatteries.Nature,451(7179),652-657.
2.Wang,L.,Pascucci,B.,Laruelle,S.,Monconduit,L.,Armand,M.,&Tarascon,J.M.(2014).Single-ionBABtriblockcopolymerelectrolytesforlithiummetalbatteries.NatureEnergy,15962.
3.Zhang,R.,Chen,X.,Chen,X.,Zhang,C.,Xu,C.,Xu,F.,...&Amine,K.(2017).Buildinglithium-sulfurbatterieswithhighenergydensity:advances,challenges,andperspectives.AdvancedMaterials,29(48),1601759.