近日，课题组贾维尚老师和2020级硕士研究生李虎东在Elsevier旗下表界面应用物理化学领域著名学术期刊Applied Surface Science上发表题为“3D composite lithium metal with multilevel micro-nano structure combined with surface modification for stable lithium metal anodes”（SCI二区top，IF= 6.707）的学术论文，该论文报道了一种表面修饰的具有微米-纳米多级结构的三维金属锂电极作为高性能锂电池负极材料。

金属锂作为锂电池的负极材料，具有超高的理论比容量和极低的氧化还原电位，能极大地提升锂电池地能量密度，被誉为锂电池负极材料中的“圣杯”，有希望成为下一代高能量密度锂硫电池、锂空电池的关键负极材料。然而，金属锂负极的界面副反应、锂枝晶生长、体积变化大等缺点严重制约了其实际应用。单一的改性手段难以同时解决金属锂负极面临的多个难题。因此，本论文将三维骨架的体相改性和表面修饰结合起来，共同抑制锂枝晶生长、界面副反应以及金属锂体积变化，构建高性能金属锂负极材料。其中，将泡沫铜作为三维骨架与熔融锂进行复合，熔融金属锂与泡沫铜的表面发生合金反应，在冷却过程中自发形成精细的铜纳米线结构，与泡沫铜组成微米-纳米多级三维结构，增加三维骨架的比表面积，能有效抑制锂枝晶和缓解金属锂的体积变化。另一方面，在三维复合金属锂电极通过磁控溅射的手段表面包覆一层ZnF₂人工固态电解质界面，可以有效减少界面副反应的发生并进一步起到抑制锂枝晶的作用。因此，体相改性和表面改性的结合有利于提升金属锂负极的安全性和电化学性能。这项工作或为多种改性手段有效结合共同提高金属锂负极的性能提供新的思路。