锂金属电池至今尚未大规模商用的原因在于金属锂在电池充放电过程中会反复的剥离、沉积，容易生成锂枝晶。锂枝晶的生成不仅会消耗电解液，增大电池阻抗，降低库伦效率，也容易刺穿隔膜，造成电池短路，引发安全隐患。一般认为，电流越大，越有利于枝晶的生长，但事实并非如此。
近日，美国伦斯勒理工学院NikhilKoratkar教授在世界顶级学术期刊Science发文，题为“Self-heating–inducedhealingoflithiumdendrites”。研究人员通过研究不同电流密度下的Li-Li对称电池时发现一个有趣的现象，在0.75mA/cm2的小电流下对称电池循环前后EIS阻抗有明显增大趋势，但是在15mA/cm2的大电流下对称电池循环前后的阻抗值相近。经SEM测试发现，大电流下金属锂表面平整密实，并未出现锂枝晶。最终经试验验证，这一现象归因于大电流下，枝晶自身会产生大量的热，引发Li广泛的表面迁移，进而修复枝晶使锂片表面保持光滑。
图1：不同电流密度下的锂片表面形貌
图2：枝晶自修复机理
图3：枝晶修复在锂硫电池中的验证
研究人员将此发现应用于锂硫电池，在第21-50、-、-圈以9mA/cm2的大电流充放对锂枝晶进行修复，其他圈以0.75mA/cm2小电流充放，与全程以0.75mA/cm2小电流充放的锂硫电池对比发现，前者的放电比容量、库伦效率均优于后者，且电池拆解后，前者隔膜也未发现枝晶刺穿现象。进一步对自加热诱导锂枝晶修复这一现象进行了验证。
参考文献：L.Li,S.Basu,Y.Wang,etal.,Self-heating-inducedhealingoflithiumdendrites,Science,,():3-6
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