近日，我校新材料与新能源学院蒋建中教授团队在国际知名期刊《Advanced Materials》发表了题为《Alkali-Ion Batteries by Carbon Encapsulation of Liquid Metal Anode》的学术研究成果。针对液态金属电极在长循环过程中容量衰减的根本原因，对液态金属颗粒开展了针对性的改性处理，进而设计并成功制备出一系列原位碳包覆核壳结构的液态金属颗粒。
该研究采用两步法制备了具有核壳结构的原位碳包覆共晶EGaIn@C 纳米颗粒。这种核壳结构具有三个特点:(1) EGaIn@C 纳米颗粒的原位封装避免了颗粒的团聚，从而提高了碱离子电池活性材料的利用率;(2)特殊的碳包覆核壳结构完美地适应了纳米颗粒的体积膨胀，保证了SEI膜和电极材料在循环过程中的稳定性;(3)碳包覆表面具有比Ga2O3氧化物膜和表面活性剂更高的导电性，有利于电化学反应过程中锂离子的快速迁移和均匀分布。此外，进一步通过原位TEM纳米电池实验，实时观察了EGaIn@C 纳米颗粒在锂化/去锂化过程中的形态变化和相变化。
该研究为液态金属颗粒的改性提供了一种普适性解决方案，有力推动了室温液态金属碱金属离子电池的发展。
论文地址：https://doi.org/10.1002/adma.202309732
