面向无负极锂金属电池集流体的计算筛选

锂金属电池是实现交通和航空电气化高比能量与高能量密度的关键。无负极电池是锂金属电池的极限情形，不涉及过量锂且具有尽可能高的比能量。此外，无负极电池更简易、廉价且安全，因为它们避免了锂金属箔的处理与制造。由于缺乏过量锂，无负极电池中与枝晶生长和循环性能差相关的问题被放大。电解质和集流体表面在影响无负极电池循环性能方面起着关键作用。在这项工作中，我们通过计算筛选了能够有效成核锂并允许均匀生长的候选集流体。这些由候选集流体上锂吸附的自由能和锂表面扩散势垒决定。利用密度泛函理论计算，我们表明锂合金具有理想的锂成核与生长特性。相较于当前的过渡金属集流体，这些可带来比能量大幅提升。