提高以碳纤维纸为负极的锂金属电池的耐久性

由于电动汽车在全球范围内的发展，对容量更高、充电速度比目前使用的锂离子电池更快的下一代二次电池的需求不断增加。锂金属电池已被认为是有前途的可充电电池，因为锂金属阳极的理论容量比商用石墨阳极高10倍。然而，在充放电过程中，锂枝晶会在负极上生长，导致电池性能不佳和短路。

KIST全北先进复合材料研究所碳复合材料研究中心主任SunghoLee博士和光州科学技术研究院(GIST)KwangSupEom教授开发了一种使用碳纤维纸作为材料来提高耐用性的技术锂金属电池的负极材料。

KIST-GIST联合研究小组用含有锂金属的薄碳纤维纸代替了涂有锂金属的铜薄膜。开发的碳纤维纸在由无定形碳和无机纳米颗粒组成的碳单丝上具有层次结构，从而增强了锂亲和力并防止了锂枝晶的生长。

尽管铜薄膜阳极在大约100次循环后会发生短路，但开发的碳纤维纸阳极在300次循环后仍表现出出色的循环稳定性。此外，使用开发的碳纤维纸制成的锂金属电池显示出高达428Wh/kg的高能量密度，比使用铜薄膜的锂金属电池(240Wh/kg)高出约1.8倍。从工艺的角度来看，另一个好处是简化了电极制造过程，因为熔融的锂被快速注入到碳纤维纸中。

关于这项研究的意义，领导这项研究的KIST中心主任Sung-HoLee博士说：“考虑到碳纤维的密度和成本比铜低五倍，我们提出的负极材料是一项重要的成就，可以加速耐用且轻便的锂金属电池的商业化。”