研究背景
随着电动汽车、便携式电子设备和大规模储能系统的发展，对高能量密度和长循环寿命电池的需求日益增长。
传统锂离子电池（LIBs）虽已广泛应用，但在高能量密度和极端条件下的性能仍显不足。
锂金属阳极因其高理论比容量和低密度被视为理想选择，但其在实际应用中面临低库仑效率（CE）
和锂枝晶生长等关键问题，严重限制了其循环寿命和安全性。
关键问题
1：如何提高锂金属阳极的库仑效率和循环稳定性？
2：如何抑制锂枝晶的生长，确保电池的安全性？
3：如何设计高性能的混合锂离子/金属电池，以满足高能量密度和宽温域应用的需求？
材料设计创新
本文提出了一种由石墨化层封装的碳纳米纤维，表面均匀分布着银纳米颗粒（G-CF-Ag）的新型阳极材料。
这种设计具有以下核心创新点：
石墨化层：有效减少了与电解质的副反应，提高了电池的初始库仑效率。
银纳米颗粒：显著提高了锂亲和性，诱导锂的均匀沉积/剥离，抑制了锂枝晶的生长。
电解质设计创新：采用了1M LiFSI-THF-0.5wt.%LiNO₃弱溶剂化电解质，该电解质在快充和低温条件下表现出优异的锂离
子传输性能，进一步提升了电池的整体性能。
研究方法
1，材料制备方法：
碳纳米纤维的制备：采用电纺丝法制备碳纳米纤维前驱体，随后进行碳化处理。
G-CF-Ag的制备：通过两步快速焦耳加热（FJH）方法，在碳纳米纤维表面形成石墨化层，并均匀沉积银纳米颗粒。
2，电化学性能测试：
初始库仑效率（ICE）测试：通过标准全放电至0V，随后在低于0V的电压下沉积500mAh/g的锂，测量电池的ICE。
倍率性能和循环稳定性测试：在不同电流密度下进行充放电测试，评估电池的倍率性能和循环稳定性。
3，宽温域性能测试：在-20°C至50°C的宽温度范围内测试电池的循环稳定性。
4，界面化学分析：XPS深度溅射分析：揭示固体电解质界面（SEI）层的组成及其对电池性能的影响。
5，TOF-SIMS分析：进一步证实电解质与电极之间的界面化学机制。
总结概述
图1：
展示了G-CF-Ag的制备过程及SEM和TEM图像，直观呈现了材料的微观结构。
图2
通过XRD、XPS等表征手段分析了材料的晶体结构和表面组成，证实了石墨化层和银纳米颗粒的成功制备。
图3
展示了G-CF-Ag||Li电池的电化学性能，包括ICE、倍率性能和循环稳定性等，直观反映了材料设计的优越性。
图4
通过SEM和原位光学显微镜观察了Li在G-CF-Ag电极上的沉积/剥离过程，证实了银纳米颗粒对锂均匀沉积的诱导作用。
图5
通过XPS深度溅射和TOF-SIMS分析揭示了SEI层的组成和界面化学机制，进一步解释了电池性能提升的原因。
图6
展示了G-CF-Ag||NCM811和G-CF-Ag||LFP全电池的能量密度和循环稳定性等性能，验证了材料在实际应用中的可行性。
结论
本文通过界面化学与锂亲和性设计，成功制备了一种高性能的G-CF-Ag阳极材料，并采用了弱溶剂化电解质，
显著提升了混合锂离子/金属电池的能量密度、循环稳定性和宽温域性能。实验结果表明，G-CF-Ag||Li电池在
快充和低温条件下表现出优异的性能，且在超低N/P比下提供了高能量密度。此外，全电池测试也验证了该材
料在实际应用中的可行性。本文的研究成果为推动高能量密度电池技术的发展提供了新的思路和方向。
