​ 最近，Angewandte Chemie 国际版杂志报导了清华大学的研究人员提出的一种用于无枝晶锂金属阳极的氮掺杂石墨烯基体，这种石墨烯基体含有密集且均匀分布的亲锂官能团。

由于锂金属具有极高的理论比容量（3860mAh g-1）和最低的电势（-3.040V相对于标准氢电极），所以锂金属被认为是下一代高能密度电池中最有应用前景的电极材料。然而，锂金属电池的应用仍不明朗。清华大学化学系教授张强说：“锂枝晶的生长阻碍了锂金属阳极的发展。在重复的锂电镀和剥离循环（充放电）过程中形成的锂枝晶，不仅可以引起许多具有不可逆容量损失的“死锂”（锂枝晶容易失去与基底的电接触形成没有电化学活性的“死锂”），而且还会导致电池内部短路及其他危险问题。”

清华大学本科生陈晓茹（音译）介绍道，“我们发现，具有良好亲锂性的亲锂材料可以促进金属锂形核。因此，设计具有大的表面积和亲锂表面的锂电镀基体对于生产安全高效的锂金属阳极是十分有意义的。所以我们采用了含有密度均匀分布的含氮官能团的氮掺杂的石墨烯基质，来诱导锂金属的成核和生长。”

清华大学陈翔（音译）博士说：“通过我们的实验和DFT计算结果证实含氮官能团是亲锂点。锂电池在充电过程中可以均匀成核，随后生长成无枝晶形态，而在正常的Cu箔基阳极上，成核点是分散的，这可能会促进锂枝晶的生长。”

由于具有亲锂性的含氮官能团，氮掺杂石墨烯基体可以调节锂电沉积的成核过程。所以，能获得无枝晶的锂金属沉积物。此外，该基体具有优异的电化学性能。在1.0mA•cm-2的电流密度和1.0mAh•cm-2的循环电容下，氮掺杂的石墨烯基电极的库仑效率在近200个循环内可以达到98%。

曹强说：“在本文中，我们提出了一种基于亲锂点诱发形核的新策略，以解决严重枝晶化的难题。 需要进一步的研究来探究和控制锂金属电池中的锂形核，我们认为可以最终实现锂金属阳极的实际应用。”用亲锂基控制锂电镀时的形核过程，给所有的锂金属电池的研究指出了新的方向，如：Li-S，Li-O2以及未来的 Li-ion电池。

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