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ICE) 仍是其贸易化操纵的环节贫穷,要紧归因于固体电解质界面(SEI)造成进程中的不成逆锂损耗,导致电池实践能量密度消重。预锂化战术可有用赔偿初始锂牺牲,此中化学预锂化因其匀称性高、易于统造且具备工业化潜力备受合切。然而,现有化学预锂化试剂的还原电位高于硅负极初始嵌锂电位,难以实行高效预锂化。
该讨论编造揭示了硅原料构造对其初始嵌锂电位的环节影响,并正在此根柢上实行了古代化学预锂化试剂(Li-Naph、Li-BP)对非晶硅负极的高效预锂化。通过构修预锂化-硅/锰酸锂-磷酸锰铁锂准固态全电池系统,团队胜利将电池的初始库仑恶果(ICE)从74.8%晋升至97.2%,大幅进步正极活性锂的诈欺率。同时,该预锂化战术消重了硅负极的初始电位,推动电解液同步还原了解,正在硅负极轮廓造成富含LiF和硼化合物的宁静SEI膜,明显巩固轮回宁静性。另表,该战术进步了锂离子回嵌至正极的恶果,有用禁止高电压脱锂态正极原料的融化,进一步减缓电池容量衰减。该讨论进一步将该手艺拓展至27 mAh软包电池,并验证了其杰出的轮回寿命和低温功能。正在1C倍率、25°C条款下轮回800次后,电池容量维持率达90.1%,明显优于已报道的讨论成绩。另表,软包电池正在-18°C、10C倍率下仍可宁静运转,呈现出正在特别条款下的牢靠性。
该讨论立异性地提出了一种集成预锂化与界面工程的战术,从根底上晋升硅负极的初始库仑恶果和轮回宁静性,并胜利实行范围化操纵。该成绩为高功能硅基负极的工业化供给了环节手艺声援,为下一代高能量密度锂离子电池的贸易化奠定了紧张根柢。