金属锂具有最高的理论比容量(3860 mAh g-1)和最低的电化学电电位(-3.04 V)，被认为是最有前景的下一代高比能锂电池负极。但是受限于电极（锂箔）缓慢的界面锂离子扩散，很难实现锂箔负极高倍率应用，比如在商业化碳酸酯类电解液中在电流密度大于5 mA cm-2和面积容量大于3 mAh cm-2（商业电池面积载量）下的稳定循环。电极的高倍率性能要求电极载流子快速迁移，然而传统金属锂箔电极作为平面电极与液体电解液接触面积小，不利于锂离子在电极界面快速扩散，限制了金属锂箔电极的充放电倍率性能。

本研究工作设计了一种能在高电流密度下（30 mA cm-2）稳定充放电的合金基金属锂箔负极。该工作通过在常温下将锂箔和锡箔简单重复压延和折叠，利用两者之间自发的合金化反应，制备出一种互穿型锂金属/锂锡合金（Li/Li22Sn5）复合箔负极。该复合结构主要优势如下：（1）锂锡合金在电极内部形成三维框架结构，其高的锂离子扩散系数和强的亲锂性及与金属锂之间丰富的接触界面有助于实现锂离子在整个复合电极内部的快速传输；（2）锂锡合金与金属锂之间合理的电势差（~0.3 V）可以作为锂离子在电极内部传输的驱动力，加快离子的扩散，提高电极的倍率性能；（3）与金属锂相比，锂锡合金电化学反应电势较高，与电解液的副反应较少，在电池循环中对电解液的消耗更少；（4）三维交织的锂锡合金框架在电池循环中可作为锂脱出/沉积的稳定基体，减少循环过程中电极的体积变化；（5）Li/Li22Sn5复合箔材在常温下以简单辊压工艺制备，有助于实现产业化应用。相关工作以“Mechanical rolling formation of interpenetrated lithium metal/lithium tin alloy foil for ultrahigh-rate battery anode”为题发表在期刊 Nature Communications上。