西安交通大学史乐教授的团队给大家带来了个好消息，他们通过计算（DFT）发现，锂原子在{110}这个晶面上跑得特别顺溜，能形成一层平整的二维平台，避免长成树枝一样的枝晶。香港中文大学的李泉团队用了一种很简单的方法——把锂片放在模具里单向拉伸，就把{110}晶面给“种”出来了。这种新长出来的锂箔装到硬币电池里一测，效果那是相当喜人。不管是扫SEM看断面结构还是看库仑效率曲线图，{110}晶面的样品在跑了500圈后依然平平整整的，库仑效率稳稳地保持在98%以上。反观传统的{100}晶面样品，才刚跑250圈就长出了枝晶，容量也掉得很快。李泉教授还特意跟EcoMat杂志分享了他们的研究成果，论文第一作者是胡希韬博士。 有了这层{110}晶面当“铠甲”，锂金属电池在循环的时候电荷转移阻抗上升得很慢。李泉教授用EIS谱做了个对比，发现200圈后{110}样品的阻抗只涨了20%，而{100}样品的阻抗简直是坐火箭一样往上蹿。史乐教授团队还用XRD原位测试证实了这种取向能一直保持到最后。为了进一步验证机理，他们还用模拟动画（DFT）展示了Li原子在这两个晶面上扩散的不同模样：在{110}面上就像在平地上走路一样顺滑；但在{100}面上却容易堆积成三维的小岛，最终变成吓人的枝晶。 虽说这个突破看起来很了不起，但要是想把这种{110}织构锂箔做成商品卖钱，还得再跨过成本、均匀性和厚度这几道坎才行。大家都知道锂金属虽然能量密度高（3861 mAh/g）、电压低（-3.04 V），但这玩意儿太容易长枝晶了。每次充放电就像在拔河一样，热力学和动力学因素一起使劲儿，硬是把锂原子堆成了尖锐的“刺”。这些刺不光自己变成了“死锂”，还会刺破SEI膜、把电解液给喝光，最后引发短路让电池的效率暴跌。 为了治这病，科研人员之前想了不少办法，比如搞三维集流体、人工SEI膜或者亲锂的基底。可直到现在问题都还没解决呢。好在咱们现在有了这一绝招——机械纺丝法。不过想要把它变成大规模生产线，光靠实验室的手艺肯定不行。接下来大家得优化一下拉伸的工艺，争取在一大块材料上都长出均匀的{110}取向；还得想办法降低粗化温度少点污染；最好再结合一下固态电解质，让安全性和能量密度都能再往上提一提。一旦这些难题都被破解了，那种高能高寿命又便宜的锂金属电池说不定就能提前进家门了。到时候咱们开车、看手机甚至去太空探险都能用得上这终极能源方案啦。