锂金属因其高容量 （3860 mAhg-1） 和相关的低充电电压而被认为是下一代锂二次电池阳极的最终选择。 然而，锂的电沉积溶剂化往往是非平面的，具有金属枝晶、金属空隙和不稳定的固态电解质相 （SEI）。
这里德克萨斯大学的D**id Mitin和四川大学的刘伟外压与10 MPa、固体电解质界面（SEI）结构形貌和锂金属沉积剥离行为的相关性。为了模拟无阳极锂金属电池 （AF-LMB），使用了商用碳酸盐电解质"空"对铜集流体进行了分析。 较低的压力促进了富含有机物的SEI和宏观上不均匀的丝状锂矿床，这些锂矿床散布在孔隙中。 更高的压力促进富含 F 的无机 SEI，从而产生更均匀和致密的锂膜。
在 1 mPa 压力下具有出色的电化学性能：其半电池的容量为 1 mA cm-2 -3 mAh cm-2 （175 m沉积剥离）在300小时（50次循环）后保持稳定，循环库仑效率（CE）为998%。在C5充电和C2放电（1C = 178 mA g-1）的条件下，具有高负载NMC622阴极（21 mg cm-2）的AF-LMB电池循环200次，CE为99。4%。
图1DFT 计算
综上所述，本工作使用一层直接涂覆在集流体上的原生石墨烯（pg@cu）来证明增强的金属润湿性能可以直接取代更高的压力来稳定锂的电沉积剥离行为。 研究表明，石墨烯层可以在1 MPa下实现无极锂金属电池（AF-LMB）的稳定电沉积剥离。 PG 层和 1 MPa 低电压之间的协同作用使锂能够在整个长周期内平面沉积，从而使半电池的库仑效率 （CE） 为 998%，并实现了大容量负载下整个电池的稳定循环。
此外，密度泛函理论（DFT）揭示了溶剂化Li+在Cu（100）、（110）和（111）不同晶面上的吸附能与石墨烯锂化脱锂的吸附能之间的差异，从而揭示了载体表面能在促进SEI非均质性中的作用。
图2电池性能
interrelation between external pressure, sei structure, and electrodeposit morphology in an anode-free lithium metal battery,advanced energy materials2023 doi: 10.1002/aenm.202302261