锂金属电池负极铜集流体的功能化改性策略与作用机制

摘要

锂金属是下一代高能量密度电池的核心负极体系，铜集流体作为锂沉积的电子传导基底与物理载体，其界面性质直接决定锂沉积行为与电池循环寿命。商用平面铜箔本征亲锂性差、界面稳定性不足，易诱发锂枝晶生长与界面副反应，导致库仑效率衰减与安全隐患，是制约锂金属电池商业化的关键瓶颈。铜集流体功能化改性因工艺兼容、成本低廉，已成为改善锂金属负极稳定性的重要技术途径。从多尺度调控视角出发，现有改性策略可归纳为结构设计、亲锂化改性与界面保护层构建三类。本文系统阐述各类策略的调控机制、材料体系与研究进展，讨论不同电池构型下的改性效果评价规范与工业化转化的核心问题，并对该领域未来发展方向进行展望，可为高性能锂金属电池集流体的设计与应用提供参考。