アノードフリーリチウム金属電池向け三次元親リチウム炭素系ホストの高度設計

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Battery researchers can use the classification of lithiophilic strategies for designing better anode-free hosts.

近年、アノードフリーリチウム金属電池（AFLMB）は、次世代の高エネルギー電池として大きな注目を集めている。しかし、高性能AFLMBの進展は、リチウムデンドライトの制御不能な成長や、サイクル中の過度な体積膨張といった課題によって深刻に妨げられている。そのため、従来の金属集電体を代替する三次元（3D）リチウム親和性カーボンベースホストの設計が、高性能AFLMBを構築するための有望な戦略として浮上している。本稿では、AFLMB向け3Dリチウム親和性カーボンベースホストの設計における最近の進歩について、重要かつ時宜を得たレビューを提示する。具体的には、まず、グラフェン、カーボンナノチューブ、多孔質カーボン、カーボンファイバーなどの各種カーボン材料の固有の特性と、AFLMBにおけるそれらの応用をまとめる。続いて、表面ヘテロ原子ドーピング、表面修飾、リチウム親和性構造工学およびフレームワーク設計を含むリチウム親和性修飾戦略の体系的な分類と、その研究進捗を述べる。さらに、3Dカーボンベースホスト向けリチウム親和性勾配設計の分類、メカニズム、構造構成をまとめ、高性能AFLMBへの応用に特に焦点を当てる。最後に、新規3Dリチウム親和性カーボンベースホストのリチウム親和性構造設計と実用化に関する将来の課題と展望を提案し、先進的なAFLMBの開発に貴重な洞察を提供する。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

In recent years, anode-free lithium metal batteries (AFLMBs) have garnered significant attention as prospective next-generation high-energy batteries. However, the advancement of high-performance AFLMBs is severely impeded by challenges such as the uncontrolled growth of lithium dendrites and excessive volume expansion during cycling. Consequently, the design of three-dimensional (3D) lithiophilic carbon-based hosts to substitute conventional metal current collectors has emerged as a promising strategy for constructing high-performance AFLMBs. Herein, we present a critical and timely review of recent advances in the design of 3D lithiophilic carbon-based hosts for AFLMBs. Specifically, the intrinsic properties of various carbon materials, such as graphene, carbon nanotubes, porous carbon and carbon fibers, and their applications in AFLMBs, are first summarized. This is followed by a systematic classification of lithiophilic modification strategies, including surface heteroatom doping, surface decorating, and lithiophilic structural engineering and framework design, along with their research progress. Furthermore, the classifications, mechanisms, and structural configurations of lithiophilic gradient designs for 3D carbon-based hosts are summarized, with a specific focus on their application in high-performance AFLMBs. Finally, future challenges and perspectives regarding the lithiophilic structural design and practical application of novel 3D lithiophilic carbon-based hosts are proposed, offering valuable insights for the development of advanced AFLMBs.

• openalex https://doi.org/10.1007/s40820-026-02229-1first seen 2026-06-17 05:49:11 · last seen 2026-06-17 07:14:09