【探索材料新天地】

科技日报报道（记者颉满斌）6月3日，科技日报从中国科学院近代物理研究所传来消息，该所材料研究中心的研究人员携手北京航空航天大学的伙伴，通过核径迹技术揭示了一种新颖的三维锂负极结构设计。这一突破性成果已近期在《先进能源材料》期刊上发表。

当前，探索高效电池负极材料的理想框架结构成为国际科研领域的热点话题。锂金属负极被视作下一代锂电池的潜力负极材料，但枝晶形成等挑战限制了其商业化应用的可能性。因此，寻找既能提供高能量密度、高功率密度，又能保证高循环稳定性的锂负极框架构型，对推动高性能锂离子电池的研发至关重要。

研究人员借助兰州重离子研究装置，采用核径迹技术构建了一种独特的三维多孔复合框架结构。这一创新结构由三维纳米铜骨架和均匀分布的亲锂位点组成。当将其与锂金属结合应用于锂离子电池负极时，复合框架展现出卓越的耐久性，循环寿命长达2000小时以上，且具备高速率能力。即使在高面积容量和高电流密度下运行600小时，复合负极依然保持稳定的性能表现。

对比同类材料的框架结构，该三维多孔复合框架在提升锂离子电池电化学性能方面展现出显著优势。研究发现，其出色的力学强度、高孔隙率以及低孔隙迂曲度是促进电池性能提升的关键因素。

段敬来主任表示，此次研究将核径迹技术引入电极材料领域，开创了一种新颖的金属锂负极框架设计，对探索高性能负极材料具有里程碑意义。这一成果不仅为理想负极框架结构提供了具体形态的参考，激发了科研界对锂负极框架构型的深入讨论与探索，还将助力解决锂金属负极的关键问题，推动储能技术的持续发展。