據(jù)外媒報(bào)道，盡管鋰金屬電池?fù)碛写笕萘?、低氧化還原電勢(shì)（lowredoxpotential）等理論上的優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)際應(yīng)用中，鋰金屬陽(yáng)極容易出現(xiàn)鋰晶枝增生（Dendriticgrowthoflithium）的情況。

伊利諾大學(xué)芝加哥分校（UniversityofIllinoisatChicago）的研究人員與美國(guó)德州農(nóng)工大學(xué)（TexasA&MUniversity）的同事們采用3D石墨烯氧化物納米保形涂層（3Dconformalgrapheneoxidenanosheetcoating，GOn），并將其置入玻璃纖維隔板（glassfiberseparator）的織物結(jié)構(gòu)內(nèi)，使鋰離子能夠在該結(jié)構(gòu)內(nèi)靈活移動(dòng)，同時(shí)抑制鋰晶枝的形成。

其研究成果發(fā)布在期刊《先進(jìn)功能材料》（AdvancedFunctionalMaterials）中，宣稱(chēng)鋰金屬電池陽(yáng)極的使用壽命及穩(wěn)定性得到了“顯著提升（remarkablyenhanced）”。從頭算分子動(dòng)力學(xué)（Abinitiomoleculardynamics，AIMD）模擬結(jié)果表明，鋰離子最初將被親鋰（lithiophilicGOn）吸收，然后通過(guò)缺損空位（缺位，defectsites）擴(kuò)散，從而延遲鋰（離子）遷移（Litransfer），旨在消除“末端效應(yīng)（tipeffect）”，防止生成均勻鋰成核（homogeneousLinucleation）。

同時(shí)，在AIMD模擬期間，碳碳鍵（C—Cbonds）的破裂將創(chuàng)建更多的途徑，加快鋰離子傳輸?shù)乃俣?。此外，相?chǎng)建模（phase-fieldmodeling）證明，若GOn機(jī)械剛性涂層的缺陷尺寸（defectsize）處于合適值時(shí)——小于25納米，可阻止鋰的各向異性生長(zhǎng)（anisotropicgrowth）。該研究團(tuán)隊(duì)表示，相較于采用2D材料來(lái)抑制鋰晶枝，其研究無(wú)疑邁進(jìn)了一大步。

該項(xiàng)研究獲得了美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（NationalScienceFoundation）授權(quán)的DMR-1620901及美國(guó)能源部授權(quán)的DE-EE0007766資金補(bǔ)助。