一些军事和外太空等场景下的特殊应用要求电池能在高温下稳定工作。金属锂（Li）是Li基可充电电池的终极负极选择，然而其熔点低（180.5ºC），在高温下发生熔融流动，且化学反应活性高，因而即便配合高温稳定的无机固态电解质仍无法采用常规电池构造（如叠片结构）制作电池。这对可充电高温金属Li电池的应用提出了挑战（本文高温均指大于金属Li的熔点温度180.5ºC）。复杂的电池构造和高度活化的液态金属Li将导致电池制作复杂、安全性差。因此，开发高温下结构和电化学稳定的Li金属基电极具有十分重要的科学价值和应用意义。

孙永明教授课题组及合作者提出以高温热稳定和机械稳定的框架结构与金属Li复合构筑金属Li复合电极材料代替纯Li的设计思路，并以Li₅B₄/Li复合材料为例成功验证了该设计思想，搭配陶瓷固态电解质实现了叠片结构电池在200ºC的稳定循环。Li₅B₄/Li复合材料的结构特点为金属Li填充在相互连接的3D纤维结构Li₅B₄框架，其优势可归结如下：（1）Li₅B₄合金多孔的3D框架及表面亲Li性能够在高温下限制液态金属Li的流动（锂含量为72%时，可承受325ºC）;（2）Li₅B₄合金具有良好的机械和热稳定性，其物相和结构能够忍约1000ºC的高温而维持不变；（3）Li₅B₄合金的脱Li电势约为0.88 V，能确保在金属Li循环过程中该结构稳定性；（4）高电导率的Li-B合金3D框架提供了载流子的快速迁移通道。Li₅B₄/Li复合电极的使用降低了金属Li高温电池的制备要求，降低了电池在高温运行时因液态金属Li流动引起的安全隐患，展现了极大的潜在应用价值。

图1.卷首图。

图 2. Li5B4/Li复合材料的(a)XRD图谱和(b)表面SEM图。(c) Li5B4/Li复合材料在金属脱出后电极的表面SEM图，结果显示了3D连续的Li5B4纤维结构。Li5B4/Li和纯Li样品（d）随着温度升高表面变化的数码照片和（e）DSC曲线。Li5B4/Li||Li5B4/Li 对称电池的（f）结构和（g）在200 ºC下循环的电压-时间曲线。

2020年5月28日，国际材料领域顶级期刊《Advanced Materials》线上刊发相关研究成果《A Lithium Metal Anode Surviving Battery Cycling above 200ºC》（论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202000952 ）。该研究工作第一完成单位为华中科技大学武汉光电国家研究中心，得到了国家重点研发项目（No. 2018YFB0905400）和国家自然科学基金(No. 51802105)等相关项目的资助。