近日，我所先端材料基因组创新团队在材料科学国际顶级期刊《Small》（中科院一区TOP，影响因子11.459）上发表题为“Super-assembled hierarchical CoO nanosheets-Cu foam composites as multi-level hosts for high-performance lithium metal anodes”的最新研究论文。齐鲁工业大学（山东省科学院）为第一完成单位，硕士研究生张润豪为第一作者，指导导师李勇博士为共同第一作者兼通讯作者。
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202101301
锂金属负极由于其高理论比容量（3860 mAh/g）和低电极电位（-3.040 V）的优势，被认为是下一代高比能电池负极材料的首选。但是，锂金属负极在实际应用中面临锂枝晶生长和体积膨胀引起的安全性挑战。设计具有三维分级微/纳米结构的亲锂复合材料是锂金属负极发展过程中的关键科学问题，被认为是一种解决高安全瓶颈、推进锂金属负极产业化应用的有效手段。
该工作以设计符合实用化性能的锂金属负极为目的，通过水热组装和热注入方法成功制备了Li-CoO-泡沫铜复合电极。热注入后XRD和反应的吉布斯自由能变化证明了CoO层通过物理吸附熔融的金属锂，这使得自发润湿框架成为可能。相比于通过化学反应吸附熔融锂的亲锂氧化物，CoO纳米片在锂注入过程中形貌不发生变化，从而形成了多级结构，为后续的Li剥离/沉积过程提供稳定的亚微米结构。基于复合电极在剥离/沉积过程中的形貌分析，提出了“三维分级剥离/沉积理论”，为探索锂沉积提供了丰富的理论基础。该工作制备的复合金属锂负极实现无枝晶、无“死锂”的循环，进而获得在对称电池和全电池体系中优异的电化学性能，提升了储能系统的安全性。
论文第一作者张润豪为研究所2018级硕士研究生，主要研究方向为锂金属负极材料的制备与性能研究，目前以第一作者发表IF＞10的SCI论文3篇，总影响因子超过40。李勇博士，硕导，先端团队科研骨干，主要研究方向包括高比能清洁能源材料、瞬态储能器件的设计与制备等。主持国家重点研发计划项目子课题1项，作为科研骨干参与军科委XXXX计划重点项目1项、科教产融合试点工程专项4项，近5年在国际著名期刊Energy Storage Mater.、Nano Energy、Adv. Energy Mater.、JMCA、Small、Nanoscale等发表高水平SCI收录论文30余篇，申请发明专利4项。