早在索尼推出首款商用鋰離子電池之前選用金屬鋰負極的鋰電池現已被廣泛的運用，可是金屬鋰負極在充電的過程中存在鋰枝晶的疑問，鋰枝晶會引起兩方面的疑問：1)鋰枝晶成長到必定的程度后發作斷裂變成死鋰，致使電池容量衰減；2)鋰枝晶不斷成長，最終會刺穿隔閡，致使正負極短路，引發熱失控。

鑒于以上因素，前期的金屬鋰電池都是作為一次電池運用，雖然其比能量很高，可是因為本錢昂揚，致使其運用領域受限，只能運用在一些高端領域。

跟著大家對鋰離子電池能量密度的要求不斷進步，現有的石墨/過渡金屬氧化物體系現已難以滿意超高比能量的要求，于是金屬鋰負極由開端進入大家的視界。要選用金屬鋰負極首先要處理的即是鋰枝晶的疑問，傳統的固體電解質很難在機械強度和離子電導率兩個方面都滿意金屬鋰電池的要求，好在大家現已尋覓到了戰勝鋰枝晶的有用方法，為金屬鋰負極的運用鋪平了路途。

近來，來自法國巴黎的A. Mauger等人在Journal of Power Source雜志上發表文章，全部回顧了金屬鋰負極的研討成果。

金屬鋰負極外表研討

進步金屬鋰負極的活性面積

電池網研討顯現降低金屬鋰外表的電流密度可以明顯的按捺鋰枝晶的發生，為了進步金屬鋰負極的比外表積，降低電流密度，大家嘗試將金屬鋰制備變成粉末，可是金屬鋰粉不光貴重，并且十分風險，因而該方法并不適用。

別的一種方法是微針外表改性法，運用裝由微針的滾輪，可以在金屬鋰負極的外表發生凹坑，研討顯現這種方法可以明顯的降低電池的阻抗和極化。

優化Li-電解液界面機械特性

為了按捺鋰枝晶的成長，固態電解質的剪切模量需要到達6GPa，聚合物電解質的剪切模量一般可以到達105Pa，可以長期按捺鋰枝晶的成長，避免正負極短路。

金屬鋰外表維護

在金屬鋰負極的外表加上一層無機或有機人工SEI膜層，不只可以使得Li+堆積的愈加均勻，還能在Li+堆積時發生必要的應力，避免鋰枝晶的發生。

別的一種行之有用的方法是在電解液種增加少數的復原電勢稍低于Li+的Cs+和Rb+，研討顯現在Cs+和Rb+濃度<0.1mol/L時，當部分構成Li枝晶時，因為較高的電流密度，會招引Cs+和Rb+，然后在枝晶的外表構成一層帶有正電荷的離子層，然后對Li+構成排擠，促進Li+到別的區域堆積，然后阻撓鋰枝晶的成長。

2.電解液改性

固態聚合物電解質

PEO因為低玻璃態改變溫度和杰出的Li鹽溶解性，使其十分合適作為固態電解質適用，可是惋惜的是PEO的離子電導率不高，難以習慣大電流放電的需要。PEO低離子電導率首要是因為，其在低溫下部分結晶，約束了離子搬遷速度，其間一種處理方法是引進共聚物，按捺電解質結晶。

別的一種方法是向電解質中增加少數的陶瓷顆粒和層狀陶土，或許別的介孔顆粒，這些無機顆粒的效果類似于外表塑化劑，可以削減電解質的結晶。例如向PEO8-LiClO4 (8:1)中加如TiO2和Al2O3，當電解質的溫度從60℃降低到常溫時，可以極好的按捺電解質從無定形狀況向結晶狀況改變，然后使得電解質的電導率從5′10-8進步到10-5S/cm，搬遷數也進步到了0.5-0.6，

2玻璃-陶瓷電解質

聚合物電解質的另一個疑問是電化學穩定性差，醚鍵的損壞電勢低于4V，這也就約束了正極電勢不能高于4V，極大的制約了高電壓正極資料的運用。

硫化物玻璃陶瓷電解質Li2S-P2S5不只具有極高的離子電導率(10-2S/cm，25℃，Li7S3P11)，還具有寬化學窗口，高Li+搬遷數，以及恰當的機械性能(楊氏模量可達20GPa)，十分合適作為金屬鋰電池固態電解質運用。

凝膠聚合物基納米復合資料

在PVDF-HFP薄膜中增加TiO2納米顆粒，可以按捺PVDF結晶，進步薄膜的離子電導率，同時該隔閡還能降低金屬鋰負極材料和聚合物電解質之間的阻抗。

嵌段共聚物

嵌段共聚物是由多種前驅體一起構成，因而嵌段共聚物比較于別的的聚合物擁有愈加優良的機械性能。聚苯乙烯-PEO(PS-PEO，Li：EO的摩爾比為0.085)資料是一種十分具有招引力的資料，其離子電導率到達10-3S/cm，90℃下剪切模量依然高達108Pa，可以有用的按捺鋰枝晶的成長。

離子液體和離子液體聚合物電解質

離子液體不蒸發，具有很寬的電化學窗口和杰出的離子電導率，可是因為離子液體內載流子眾多，因而Li+的搬遷數較低。假如將離子液體與有機電解液混合適用可以較好的處理這一疑問。

聚合物離子液體電解質(PILs)也是現在常用的一種電解質，PILs也是聚合物電解質的一種，它在每個重復的單元中加入了一個離子液體的片段，PILs展示出了杰出的成膜特性和電化學特性。

塑料晶體

鋰電池廠商有機離子塑料晶體(OIPCs)具有三維晶體結構，并且在壓力下具有必定的流動性，可以有用的改進電池在循環過程中電極和電解液之間的接觸，當摻入鋰鹽后，塑料晶體具有極好的離子電導率。

塑料晶體在稍低于熔點時處在相1狀況，是其塑性和電導率最佳的狀況，可是很可惜的是大多數塑料晶體要到達這一狀況，都需要在室溫以上，可是四乙基二氰氨(「Et4N」「DCA」)在室溫下依然處于相1狀況。經過在塑料晶體中摻雜可以將塑料晶體向有序相改變的溫度大幅降低。

跟著鋰離子電池能量密度的不斷上升，高容量的金屬鋰負極就變成了高比能電池的首選，金屬鋰負極運用的關鍵是戰勝鋰枝晶的疑問，現在大家從金屬鋰負極外表改性和電解液改性兩個方面做了許多作業，有許多作業都是行之有效的。跟著鋰枝晶的疑問逐步得到戰勝，信任金屬鋰負極將會迎來發展的春天。