想起锂离子电池就被迫驳回日本的索尼公司，在1992年日本索尼公司发售了全球首款以碳材料为负极，不含锂金属氧化物为负极的商用锂离子电池，这也标志着一个全新储能时代的来临，随后经过几十年的发展，锂离子电池的各项性能逐步提高，完全早已攻占了整个消费电子市场。只不过在索尼公司发售锂离子电池之前，使用金属锂负极的锂电池早已经过了数十年的发展，但是受限于金属锂负极的安全性问题，使得当时的锂电池不能作为一次电池用于，并且高昂的成本也很大的容许了锂电池的应用领域，因此在消费级市场很难看到锂电池的身影。
随着索尼发售首款商业化锂离子电池，锂离子电池在与锂电池的竞争中继续占有了绝对优势，但是随着人们对能量密度拒绝的大大提升，锂离子电池早已很难符合日益提升的比能量的市场需求，于是具备高比容量天然优势的金属锂负极首演了一场“王者回来”大戏，今天我们就带上大家追随斯坦福大学的DingchangLin，YayuanLiu和YiCui的脚步，一起对金属锂负极展开一次全面而深刻印象的剖析。金属锂的比容量为3860mAh/g，电化学势为-3.04V(vs标准氢电极)，是一种十分理想的锂电池负极材料。如上图右图，目前锂离子电池的比能量平均250Wh/kg，但是如果我们将锂离子电池的负极替换为金属锂，那么我们就可以取得440Wh/kg的比能量，而像Li-S和Li-空气电池比能量则需要超过650Wh/kg和950Wh/kg的比能量。
要用于金属锂作为锂离子电池的负极材料，我们还必须解决一下几个难题：安全性和循环寿命。后遗症金属锂负极的主要问题主要是锂枝晶的问题，如下图右图，在循环过程中，由于局部极化的因素，使得金属锂表面生长锂枝晶，当锂枝晶生长到一定程度的时候就有可能击穿隔膜，引起安全性问题，此外如果锂枝晶再次发生脱落，就不会构成“杀锂”，导致电池容量损失，因此锂枝晶是推开在金属锂负极应用于路上仅次于的障碍。对于枝晶问题我们并不陌生，在传统的金属电解生产中，例如电解工艺生产Cu、Ni和Zn等，枝晶生长问题是尤为少见的难题，因此学者们对于金属在电镀过程中枝晶问题具有非常丰富的经验，可以用来对解读锂枝晶问题。
一般来说我们指出，在电镀的过程中正负电极之间不会构成一个阳离子的浓度梯度，受限于溶液中离子的蔓延速度，当电流密度超过一个特定值J*时，在阴极附近的阳离子消耗只剩，此时不会在阴极构成局部的电荷不足，从而造成枝晶的产生。对于锂离子电池这一理论依然限于，但是J*值一般来说较为大，锂离子电池的工作电流密度一般要大于J*值，但是锂枝晶问题依然不会产生，这指出Li枝晶的构成还不存在其他的机理。其中的一些理论指出，在金属锂负极表面的一些突起，不会造成该处的电子浓度减小，进而更有更好的Li+，从而造成造成该处沉积的Li很快减少从而构成锂枝晶。
另一种理论则指出，电极引人注目部分，由于电镀过程是三维的，因此速度要相比之下慢于平面上的电镀，从而造成该处Li沉积的速度要远快于其他地方，造成锂枝晶的构成。
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