能量密度是当前10倍，锂金属电池，将成为负极的“终极形态”？

高容量、低电压锂离子电池负极材料的极限，是具有高达3860mAh/g的理论容量，和0V对锂电压的锂金属本身。正因为此，锂金属号称负极的圣杯。

1）锂金属电池？以负极的终极形态之名

锂金属作为锂电池负极的科学、工程与商业化努力早在(成功商业化的)锂离子电池诞生之前就已开始，但因为安全性不佳、循环寿命偏低等原因未在应用层面取得实质性进展。另一方面，学界、业界对锂金属负极与对应电池的硏究从未停止。

2）依托液体电解质，锂金属电池的研究现状

锂金属负极搭配常规电解液时，均匀稳定保护性强的SE膜形成相当困难，这使得锂枝晶形成与演进、锂负极-电解液界面副反应推进、反应产物导致电池体积变化等方面的负面效果明显，放大了电池的缺点。

应对方式主要包括：调整负极侧锂金属的厚度，营造厚度适宜、形态良好的SEI膜的产生条件；调整电解液溶剂和锂盐的配方及浓度，如使用LiFSI等锂盐，使用新型溶剂等，采用浓盐等。SES称其锂金属电池能量密度达400Wh/kg。

3）选用固态电解质，权衡和坚持

部分固态电解质的对锂稳定性、热稳定性更高，离子电导也可接受。固态电解质的主要问题在于循环过程中电解质-负极界面接触劣化、锂向电解质内部疒散并膨胀破坏电解质完整性等。

不同类型的固体电解质性能不同，但尚未发现一种综合性能优越的锂金属固体电解质。三星的银碳复合负极薄层固态电池是目前公开信息的性能最优越的固态锂金属电池，具备超过900Wh/L的体积能量密度，和超过1000次的循环寿命。

4）锂金属电池专利布局：多帆竞发

锂金属电池专利的主要申请人包括多个传统锂电池企业，同时也有高校及科研院所、“下一代电池”初创企业等。专利的侧重点各有不同，材料、工艺、设备等均有涉及。

综合学术研究和专利结果，锂金属电池基本处于容量小(Ah级别为主)、循环寿命低(低倍率条件下500次左右就是较好结果)的相对早期阶段。和容量大、性能均衡的液态锂离子电池相比，锂金属电池尚不貝备综合性能优势。

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