近日，深圳技术大学新材料与新能源学院的牛树章助理教授指导科研助理王信发表关于锂金属电池的学术论文，该文章已在国际知名期刊《Small》（影响因子：13；JCR一区）上在线发表。

具有高比容量（3860 mAh g^-1）和低化学电位（相对于标准氢电极，-3.04 V）的锂金属负极，有望成为下一代可充电电池对高能量密度需求的理想负极材料。但锂金属电池的实际应用仍面临挑战：大的体积变化、不均匀的锂（Li）沉积以及不稳定的固体电解质界面（SEI）膜。这些问题会引发锂枝晶的生长、安全性降低以及循环稳定性失效。

三维金属集流体，如泡沫铜、泡沫镍等，具有良好的导电性和高机械稳定性，能有效缓解锂沉积-脱除过程引起的体积变化。然而，金属集流体本身锂的亲和性较差，造成高的锂成核过电位和不均匀的锂离子流，进而引发进一步的电荷积聚和枝晶生长。在集流体表面原位构建具有良好亲锂性和电子、离子电导率的三维纳米片结构，可以有效分散电流密度，调控锂的均匀成核和沉积，并能容纳锂沉积-剥离过程带来的体积变化。

本工作设计了一种氟化镍-碳复合改性镍泡沫（FNC- NF）作为优异的锂金属负极。其具有如下优势：

1. 具有锂亲和性的缺陷碳、Ni(OH)₂、和Ni构成纳米片阵列的层级结构，赋予了多孔集流体卓越的电子电导率和离子导率，能够调控均匀的锂成核与沉积。

2. 该材料具有垂直通道、大比表面积、丰富的活性位点以及C、O、F元素，能够促进形成紧凑且柔韧的SEI膜，诱导均匀的锂镀/剥过程，并在大充电速率下抵御剧烈的结构变化。

此次发表的文章题为“A Long-Cycling, Fast-Charging Lithium Metal Batteries Enabled by Nickel-Carbon Composite Nanosheet Arrays Modified Lithium Metal Anodes”，深圳技术大学作为第一作者单位和第一完成单位，牛树章助理教授和南方科技大学程春副教授为论文通讯作者，科研助理王信为论文第一作者。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202404532