跟着5G、可穿戴电子、电动车和大规模储能的开展，对锂电池的功能提出更高的要求，需求开展新一代锂电池。锂电池（归于碱金属电池，AMB）因其比容量高，氧化复原电位低而成为了最有远景的下一代高比能电池系统。但是，枝晶成长和严峻的安全危险危险约束了锂电池的工业化。通过多年的开展，在碱金属负极的工业化的进程中，其在安全性和循环寿数方面依然存在巨大的应战。
图1 碱金属负极三部曲：从实验室到工业化
近期，北京大学深圳研究生院新资料学院潘锋教授课题组与华中科技大学黄云辉团队协作在世界尖端动力杂志Joule（Cell 子刊）期刊上宣布题为“碱金属负极：从实验室到工业”的总述和展望论文（Alkali-metal Anodes: From Lab to Market ,Joule (2019) 3, 2334）。文章将碱金属负极的工业化进程分为三个阶段:榜首个阶段是碱金属负极的基础研究;第二阶段是碱金属负极在特定电池系统中的使用，如碱金属-硫电池、碱金属-氧气电池和固态电解质；第三阶段是怎么完成工业化，评论了面向工业化安全、本钱和实践能量密度方面的要求。文章在归纳碱金属研究进展的基础上，企图探究碱金属负极在特定电池系统中的使用，并要点评论了在该范畴的基础研究与使用开发及工业化之间的内在联系，以期为碱金属负极的未来开展供给参阅。
图2 固态电池界面工程的典型战略和理论解说
鄙人一代电池系统中的使用中，碱金属负极被认为是下一代电池抱负的电极资料，由于他们有一个完美匹配高比容量的硫和氧气正极。此外，全固态电池杰出的安全功能也为碱金属负极的使用带来了新的机会，它包含锂、钠和钾金属负极及硫为正极的固态电池。
图3 碱金属硫电池中的负极维护典型战略
工业化使用中触及的首要问题包含电池功能的实在评价、电池安全性的考虑、电池本钱的操控以及电池的可加工性。尽管现在碱金属负极的工业化进程还处于初级阶段，其存在的安全性差，库伦功率低一级问题还有待处理。文章信任在学术界和工业界的一起努力下新一代电池最终会完成工业化。
图4 新一代不同电池装备的特色
向经纬博士和杨卢奕博士为本文一起榜首作者，黄云辉、袁利霞和潘锋教授为一起通讯作者。该作业得到了国家资料基因工程要点研制方案、广东省要点实验室、深圳市科技立异委员会等项目的大力支持。
（来历：北京大学新资料学院、资料科学与工程版权属原作者 谨致谢意）
