Lithiumanoda logam nduweni kapasitas spesifik teoretis sing dhuwur banget (3860 mA·bg) lan potensial elektrokimia paling murah (-3,040 V (vs. SHE)), saengga dianggep minangka elektroda "holy grail" ing antarane akeh bahan elektroda. Baterei logam litium kalebu batre lithium-sulfur lan lithium-oksigen. Baterei litium-sulfur nduweni kapadhetan energi kira-kira 2600 W·h/kg, dene baterei lithium-oksigen duwe kapadhetan energi kira-kira 3500 W·h/kg, kira-kira 7 lan 10 kali batre lithium{15}}konvensional. Mulane, baterei logam lithium dianggep salah siji saka sistem panyimpenan energi paling janjeni lan calon ndhuwur kanggo sistem baterei generasi sabanjuré, narik kawigaten manungsa waé owahan. Nanging, amarga masalah dendrite lithium, baterei logam lithium awal mung bisa ditrapake ing lapangan khusus tartamtu, lan komersialisasi wis ditundha.
Baterei logam lithium sing bisa diisi ulang diciptakake wiwit taun 1970-an lan akeh digunakake ing jam tangan, kalkulator, lan piranti elektronik liyane.
Baterei logam litium akeh digunakake ing peralatan listrik lan piranti medis portabel. Nanging, komersialisasi wis diganggu dening cacat tartamtu ing logam lithium. Minangka anggota klompok 1 tabel périodik, atom litium mung duwé siji èlèktron ing cangkang paling njaba, saéngga reaktif banget sacara kimia amarga gampang kelangan èlèktron iki. Nalika kontak karo elektrolit organik, logam litium mbentuk film sing disebut antarmuka elektrolit padat (SEI) ing permukaane. Fungsi utama film iki yaiku kanggo ngisolasi logam litium saka elektrolit, nyegah korosi litium luwih lanjut. Nanging, amarga owah-owahan volume sing signifikan saka logam lithium nalika ngisi daya lan discharging, film SEI kerep pecah. Lumahing logam litium seger sing kapapar ditanggepi maneh karo elektrolit kanggo mbentuk film SEI anyar. Proses iki ora mung ningkatake pertumbuhan dendrit litium ing sadawane retakan nanging uga bisa nembus pemisah ing njero baterei, nyebabake sirkuit cendhak. Nalika ana sirkuit cendhak, akeh panas digawe ing jero baterei, sing ing kasus sing ekstrem bisa nyebabake pembakaran utawa bledosan, nyebabake kinerja safety lan marketability baterei logam lithium. Salajengipun, nalika jumlah dendrit litium mundhak, menehi kesempatan luwih akeh kanggo elektroda negatif kanggo kontak karo elektrolit, saéngga nyepetake tingkat reaksi sisih. Proses sing ora bisa dibatalake iki nggunakake bahan elektroda lan elektrolit, nyuda kapadhetan energi baterei lan efisiensi coulombik. Sawise nggunakake sing suwe, akeh dendrit lithium dadi terbungkus ing film SEI sing mentas dibentuk, ora bisa melu reaksi elektrokimia normal; bebarengan, lithium dendrites cedhak landasan kanthi cepet decompose, nyebabake lithium "mati", tegesé bagean lithium iki dadi electrochemically ora aktif, Ngartekno weakening kinerja baterei sakabèhé. Swara 40 taun kepungkur, kemajuan sing signifikan wis ditindakake ing riset lan simulasi mekanisme pembentukan dendrit lithium.
Salah sawijining strategi sing paling umum kanggo nyegah pertumbuhan dendrit yaiku nambah stabilitas lan konsistensi lapisan antarmuka elektrolit padhet (SEI) ing permukaan logam lithium kanthi nyetel komposisi elektrolit lan nambah zat tartamtu. Nanging, wiwit logam lithium termodinamika ora stabil ing aditif organik, mbentuk lapisan passivation efektif ing lumahing ing lingkungan elektrolit Cairan cukup tantangan. Saliyane ngoptimalake lapisan SEI, ngenalake polimer utawa lapisan penghalang padhet kanthi kekuatan mekanik sing dhuwur uga bisa dadi cara efektif kanggo nyegah penetrasi dendrit menyang pemisah. Cara kasebut ngarahake kanggo nyegah karusakan dendrite lithium ing pemisah kanthi ningkatake sifat mekanik lapisan SEI utawa pemisah kasebut dhewe, nanging ora dhasar ngilangi masalah pembentukan dendrit. Nalika ngatasi tantangan iki isih sawetara wektu, lan produk baterei adhedhasar anoda logam lithium -durung kasedhiya ing pasar, para peneliti kanthi teori ngusulake sawetara desain baterei logam lithium konseptual, sing nuduhake potensial kanggo aplikasi praktis. Ing antarane, baterei lithium-sulfur sing nggunakake belerang minangka bahan katoda lan baterei lithium-oksigen sing nggunakake oksigen minangka bahan aktif katoda wis narik kawigatosan amarga kaluwihan unik lan dianggep loro sistem sel sing njanjeni banget kanggo komersial-. Baterei litium{10}}sulfur nduweni kapadhetan energi sing dhuwur banget (kira-kira 2600 W·kg) lan diakoni sacara luas minangka calon sing njanjeni sistem panyimpenan energi baterei generasi sabanjure-. Sing luwih penting, unsur belerang akeh banget ing alam lan ramah lingkungan, luwih nyorot kaluwihan baterei lithium{14}}sulfur. Mula, baterei lithium{16}}sulfur wis entuk perhatian ing saindenging jagad ing taun-taun pungkasan.
Intermediate polysulfide sing diasilake sajrone ngisi daya lan mbuwang baterei lithium -sulfur larut ing elektrolit lan antar-jemput menyang elektroda negatif.Mulane, penindasan dendrit litium dadi luwih rumit yen ana intermediet polysulfide, utamane nalika muatan katoda belerang dhuwur. Polysulfides bisa nembus film SEI lan corrode logam lithium seger ing ngisor lapisan permukaan, anjog kanggo mundhut kapasitas. Mula, nyegah antar-jemput polysulfide ora mung perlu kanggo nambah kapasitas katoda sajrone operasi baterei lithium-belerang nanging uga kanggo stabilitas film SEI lan entuk elektroda negatif bebas dendrit-. Liwat upaya sing terus-terusan, akeh cara wis dikembangake, kalebu domain watesan positif lan adsorpsi, modifikasi elektrolit, lan desain separator. Nanging, cara iki katon luwih fokus ing suppressing anter jemput polysulfide lan nambah tingkat pemanfaatan saka katoda belerang, tanpa langsung suppressing wutah dendrite ing anoda logam lithium. Kinerja baterei lithium-sulfur gumantung marang proteksi anoda logam litium. Efek sinergis saka macem-macem cara nyuda pertumbuhan dendrit bisa nyepetake aplikasi praktis baterei lithium{11}}sulfur.
Baterei oksigen-litium iku jinis baterei sing nggunakake oksigen saka udhara minangka elektroda positif; kadhangkala disebut baterei litium{1}}hawa. Kapadhetan energi teoritis baterei lithium-oksigen nganti 3500 Wh/kg, ngluwihi batre lithium-komersial. Mula, baterei lithium-oksigen wis dadi kemajuan revolusioner ing babagan panyimpenan energi, narik kawigaten ing saindenging jagad lan dianggep minangka pesaing kuat ing sistem panyimpenan energi generasi sabanjure-.
Kaya karo intermediet polysulfide, salib oksigen-nyubungake saka elektroda positif menyang elektroda negatif logam lithium ing baterei lithium-bisa nyebabake degradasi permukaan logam litium kanthi bertahap, nyebabake dekomposisi elektrolit lan pembentukan LiOH lan LiCO3 sajrone ngisi daya. Mula, sawetara strategi wis dikembangake kanggo nyegah panyambungan silang oksigen-. Saliyané masalah elektroda positif, penipisan litium sing disebabake tuwuhé dendrit lan karusakan ing film passivation banget ngalangi panggunaan logam litium ing baterei lithium-oksigen sing bisa diisi ulang. Sastranegara sing kasebut ing ndhuwur kanggo nyuda wutah dendrite lithium uga ditrapake kanggo baterei lithium-oksigen. Liwat aditif elektrolit, modifikasi separator, lan desain elektroda negatif, kinerja baterei lithium bisa ditingkatake kanthi signifikan.