全固态锂-硫电池（ASSLSBs）因其高理论能量密度（2600 Wh kg-1）、丰富的硫资源、低成本和环境友好特性而受到广泛关注。然而，锂负极的不稳定形成、界面空隙和不稳定的界面反应已成为ASSLSBs实现长期循环和满意能量密度的关键瓶颈。

研究显示，该负极通过将Li-Sn合金熔化并注入到可调节厚度的还原氧化石墨烯（rGO）膜中制备而成，具有以下几个关键优势：首先，其富含亲锂的Li22Sn5成核位点有助于降低锂成核过电位并均匀化锂沉积；其次，三维石墨烯框架结构提供了高比表面积和稳定的锂剥离/沉积支撑，使得锂离子更倾向于在沉积过程中向合金内部沉积，减轻了循环过程中的体积变化；第三，富锂的三维结构金属锂网络作为负极的活性锂源，有助于恢复Li-Sn合金电位至锂金属，保证高能量密度输出；最后，通过调整锂宿主的厚度，可以轻松控制所得3D Li-Sn合金/GF负极的厚度，范围从10到50微米，打破了商业化锂箔的局限性。基于此，该种负极展现了高达3282 mAh g-1的超高比容量和0.03 V vs. Li/Li+的低电位平台，实现了在高电流密度和面容量下的长期稳定循环。

图1. 3D Li-Sn合金/GF负极的锂沉积剥离过程

总之，该工作展示了一种可控厚度、自由支撑的三维石墨烯框架支撑的富锂Li-Sn合金箔负极的制造，该负极通过将熔融金属Li-Sn注入超轻、厚度可调的石墨烯膜中实现，为构建高能量密度ASSLSBs提供了非凡稳定的Li剥离/沉积循环。均匀分散的亲锂Li22Sn5位点保证了在三维GF内选择性成核和生长Li，无Li枝晶形成。此外，该种三维导电纳米多孔结构，修饰有高Li离子扩散系数的Li22Sn5框架，确保了整个电极的快速Li扩散，并最小化了体积波动。基于此，所得到的3D Li-Sn合金/GF基对称电池展示了超高的Li容量3282 mAh g-1、高库仑效率99%，以及在3 mA h cm-2的高容量下长达1200小时的超长寿命。此外，配备3D Li-Sn合金/GF负极的ASSLSBs在室温下展现出卓越的循环稳定性，在235个循环后容量保持率为97.8%。即使在高硫负载3.53 mg cm-2下，也能实现超过3 mAh cm2的高面积容量。因此，该工作为合理设计超高容量和特别稳定的金属Li负极提供了新的思路，为开发下一代高安全性和高能量密度的锂金属全固态电池指明了方向。

图2. S@CNTs|Li10GeP2S12|Li7P3S11|3D Li-Sn合金/GF ASSLSBs的电化学性能

Large-Area Dendrite-Free Ultrathin Li-Rich 3D Li-Sn Alloy/Graphene Foil for High-Performance All-Solid-State Lithium-Sulfur Batteries, Energy Storage Materials 2024 DOI: 10.1016/j.ensm.2024.103987