随着对储能技术需求的增加，高效、高能量密度电池的研究也日益深入。[1],[2],[3],[4],[5],[6]锂离子电池（LIBs）由于其在材料和电池设计方面的持续进步，已成为多个领域的首选方案。[7],[8],[9],[10]然而，随着传统阳极和阴极材料的成熟，其性能提升已趋于停滞。这促使人们寻找能够克服LIBs固有局限性的下一代电池技术。有前景的候选技术包括全固态电池[11],[12],[13],[14],[15],[16],[17],[18],[19],[20]、锂硫电池[21],[22],[23],[24]和锂空气电池[25],[26],[27],[28]，这些技术具有显著更高的能量密度和更佳的效率。
锂金属因其低密度（0.534 g cm?3）、低电化学电位（相对于标准氢电极为-3.04 V）和高理论比容量（3860 mAh g?1）而被广泛认为是下一代储能系统的理想阳极材料。[29],[30]这些特性促进了锂金属电池（LMBs）的发展。然而，金属锂缺乏载体结构，这在稳定性和性能方面带来了固有挑战，主要是由于充放电循环过程中会形成锂枝晶。[31],[32],[33],[34],[35]这些锂枝晶可能导致短路和不可逆的容量损失，从而缩短电池寿命。因此，抑制锂枝晶生长并促进均匀锂沉积的策略对于实现稳定的LMBs至关重要。[36]
无阳极锂金属电池（AFLMBs）[37],[38],[39]作为一种解决锂金属阳极局限性的方案应运而生。在AFLMBs中，锂不预先沉积在阳极上；相反，所有可循环的锂都由阴极提供，电池的负极与正极的容量比接近于零（N/P）。[40]因此，这种架构常被称为零过量锂金属电池（ZELMB），因为它消除了过量锂的需求，并可以提高能量密度，但可实现的循环稳定性仍取决于镀层/剥离的可逆性。此外，它还简化了电池制造过程，避免了锂的高反应性和延展性带来的复杂性。[41]尽管有这些优势，但由于缺乏锂储存层以及常用作阳极集流体的铜箔对锂的亲和力较低（即锂排斥性），AFLMBs仍面临重大挑战。这些结构和界面限制增加了锂沉积不均匀的可能性，加剧了锂枝晶的形成，降低了电化学性能和安全性。[42],[43],[44]要克服这些缺点，需要先进的表面和界面工程策略以实现均匀且可逆的锂沉积。
铜集流体对于提高LMBs和AFLMBs的可逆性和电化学性能至关重要。由于其高电导率和电化学稳定性，铜集流体被广泛使用。然而，裸露的铜表面具有天然的锂排斥性，导致充电过程中锂成核过电位升高和锂沉积不均匀。[45],[46]这些效应加速了锂枝晶的形成，显著降低了电池性能和寿命。因此，调整铜集流体的表面化学性质和结构形态对于实现均匀锂沉积至关重要。然而，提高电化学稳定性通常需要额外的材料或处理步骤，这可能会降低实用性和能量密度。因此，应从操作稳定性和实际可行性两个方面评估铜集流体的改性策略，以实现商业化。为了实际应用LMBs和AFLMBs，需要开展深入研究，以满足关键的界面要求，包括提高锂亲和性、实现锂离子在界面上的均匀分布以及高效的锂离子传输。
本文概述了液态电解质基LMBs和AFLMBs中改性铜集流体的关键要求，并对表面改性和结构工程的最新进展进行了评估。表面改性策略包括引入亲锂材料、形成功能性界面层、构建人工固-电解质界面（aSEIs）以及实施晶体学和元素改性。结构改性策略重点关注铜箔的比表面积和有效电流密度、表面形态控制、孔结构及锂离子通量分布，以及压力下的机械耐久性。最后，本文总结了改性铜集流体在LMBs和AFLMBs中的应用，特别关注与稳定性相关的指标和能量密度优化。
将表面改性的铜集流体与亲锂材料结合是实现高性能下一代锂电池技术（包括LMBs和AFLMBs）的有希望途径。以往的综述通常主要根据材料选择或制造方法对集流体概念进行分类[47]。本文首先定义了LMBs和AFLMBs中对铜集流体的配置依赖性要求，然后基于这些要求评估了铜集流体的改性策略，强调了在满足实际加工限制的同时保持性能提升的可能性。
