编号：CYYJ04580
篇名： 面向枝晶抑制的掺氮石墨烯基长循环锂金属负极
作者： 成洪宽1,2；王炯辉1,2
关键词： 石墨; 锂金属负极; 氮掺杂石墨烯; 锂枝晶抑制; 成核过电位; 长循环寿命; 石墨负极材料;
机构：1.中国五矿集团(黑龙江)石墨产业有限公司2.五矿勘查开发有限公司
摘要： 以黑龙江云山天然石墨为原料，通过尿素辅助热解法制备氮掺杂石墨烯，并系统评估其作为锂金属沉积基体的电化学性能。结果表明，氮掺杂引入的吡啶氮与吡咯氮显著增强了材料亲锂性，将锂成核过电位从铜箔的20 mV降至12 mV，有效引导锂均匀沉积。在1 mA·cm-2、1 mAh·cm-2条件下循环200次后，掺氮石墨烯的库仑效率仍保持99.5%；即使在3 mA·cm-2、1 mAh·cm-2的高倍率条件下循环100次，效率也达98.5%，远优于铜箔电极的早期失效表现。通过构建“位点调控—结构缓冲”的协同机制，使氮掺杂石墨烯实现抑制枝晶生长、缓解体积变化并提升界面稳定性的作用，为推进锂金属负极实用化提供了新策略，也为天然石墨的高附加值转化与产业升级开辟了新路径。