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清華張強(qiáng)/閆崇AM:真空熱蒸發(fā)預(yù)鋰化技術(shù)實(shí)現(xiàn)91%鋰?yán)寐剩?/h1>

清華大學(xué)張強(qiáng)、閆崇等通過(guò)調(diào)節(jié)初始接觸狀態(tài),從鋰源/負(fù)極界面的角度探討了接觸預(yù)鋰化的基本機(jī)制,并成功地闡明了容量衰減的根源。
研究顯示,鋰源/負(fù)極界面中的電子通道對(duì)于控制預(yù)鋰化行為和鋰?yán)寐手陵P(guān)重要。為構(gòu)建具有不同接觸狀態(tài)的預(yù)鋰化界面,作者采用機(jī)械軋制(MR)和真空熱蒸發(fā)(VE)兩種方法在負(fù)極表面引入犧牲鋰膜。
由于鋰蒸汽的高遷移率,VE可以在鋰薄膜/負(fù)極界面處實(shí)現(xiàn)更共形的接觸,并具有豐富的電子通道,因此,接觸界面上的局部電流密度降低,增強(qiáng)了電子通道的穩(wěn)定性,有利于預(yù)鋰化動(dòng)力學(xué),結(jié)果,VE引導(dǎo)的預(yù)鋰化過(guò)程速度快,鋰?yán)寐侍岣咧?1.0%。
相比之下,在MR引導(dǎo)的預(yù)鋰化后,大量尺寸較大的死鋰積聚在負(fù)極界面上,導(dǎo)致大極化和電池退化。因此,當(dāng)與NCM811正極搭配使用時(shí),VE負(fù)極不僅增強(qiáng)了首效(ICE),還使軟包電池在600次循環(huán)后實(shí)現(xiàn)了95.8%的出色容量保持率。這些結(jié)果在一定程度上證實(shí)了VE工藝的可行性,這對(duì)進(jìn)一步探索先進(jìn)電池工作負(fù)極的實(shí)際接觸預(yù)鋰化具有重要意義。
Unblocked Electron Channels Enable Efficient Contact Prelithiation for Lithium-Ion Batteries. Advanced Materials 2022. DOI: 10.1002/adma.202110337

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