基于Au/AuZn3亲锂复合层的锌箔改性策略实现无枝晶锂金属负极

本研究针对锂金属负极存在的枝晶生长和副反应等问题，通过离子溅射法在锌箔表面构建Au/AuZn3亲锂复合层。该设计实现了99.5%的高库伦效率（600次循环）和114.7 mAh g-1的稳定容量保持率（LiFePO4全电池），为高能量密度电池提供了低成本解决方案。

　　

随着可再生能源和便携式电子设备需求的激增，高能量密度电池成为研究热点。锂金属负极因其3860 mAh g^-1的超高理论容量和-3.04 V（vs. SHE）的最低电化学电位被视为"圣杯"材料，但枝晶生长和固态电解质界面（SEI）不稳定性导致的安全隐患严重制约其应用。传统改性策略如三维导电骨架构建存在工艺复杂、成本高等瓶颈，特别是亲锂金（Au）材料的化学还原法会产生有害残留。

齐鲁理工学院（Qilu Institute of Technology）的研究团队在《Vacuum》发表创新成果，通过离子溅射技术在锌箔表面一步构建Au/AuZn₃双层结构。该工作采用JS-1600型离子溅射仪（10 mA电流，180秒处理）制备复合层，结合X射线衍射（XRD）和透射电镜（TEM）表征材料特性，通过恒电流循环测试评估电化学性能。

Sample preparation
14 mm锌箔经乙醇和盐酸超声清洗后，在5.0×10^-4 Pa真空度下溅射金层，形成具有(111)、(200)晶面的Au/AuZn₃复合结构。

Results and discussion
XRD显示38.1°和44.3°的新衍射峰证实AuZn₃合金形成。电化学测试表明，该负极在3.0 mA cm^-2电流密度下实现99.5%的库伦效率（CE），LiFePO₄全电池在1C倍率下循环200次后容量保持114.7 mAh g^-1。

Conclusion
Au层作为亲锂成核位点调控锂沉积，AuZn₃合金协同增强Li⁺吸附能力。这种"双功能层"设计为解决枝晶问题提供了新思路，Zheng Li和Yujie Ma等作者的工作为下一代安全电池开发奠定了技术基础。