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ACS Energy Letters：通過壓力和電壓控制提高無負極鋰電池的循環性能

與大多數其他電池相比，無負極鋰電池（AFLB）具有提供更高能量密度的巨大潛力。然而，無負極鋰電池的性能對壓力和其他工作參數非常敏感。

在此，美國西北太平洋國家實驗室張繼光、曹霞等人通過優化壓力和電壓來提升無負極鋰電池的循環壽命。作者針對AFLB 早期研究中廣泛使用的紐扣電池，對使用局部高濃度電解質的 AFLB 的工作電壓范圍和內部壓力進行了優化。

通過優化循環方案，可以在初始循環中形成一層均勻的成核點薄層，有助于在 AFLB 的后續循環中順利進行鋰沉積/剝離。在優化的壓力和均勻的壓力分布下形成的固態電解質界面層在長期循環中表現出良好的穩定性。通過優化紐扣電池的內部壓力，提高了AFLBs（Cu||NMC811）的循環性能，在 100 次循環中可保持 72% 的容量。

圖1. 不同壓力下的鋰沉積形貌及庫倫效率

總之，AFLB 電池中優化的壓力和均勻的壓力分布對于準確評估 AFLB 的電化學性能至關重要。在使用 CR2032 紐扣電池套件的 Cu||NMC811電池中，使用實用水平負載（4 mAh cm^-2）的正極材料和 LHCE，在2t的內部壓力（2 mm 厚的間隔）下，薄膜狀 SEI 層可在Cu 集流體上均勻形成。在優化壓力下形成的 SEI 層即使在鋰剝離后也表現出良好的機械穩定性。

在隨后的循環過程中，這些層對沉積鋰的均勻性和致密性有顯著影響，從而減少了鋰-電解質反應，實現了穩定的循環性能。因此，該工作對于生成穩定的鈍化 SEI 層和延長 AFLB 的循環壽命至關重要。

圖2. Cu||NMC811 紐扣電池的電池性能及循環后的電極形貌

Improving Cycling Performance of Anode-Free Lithium Batteries by Pressure and Voltage Control, ACS Energy Letters 2023 DOI: 10.1021/acsenergylett.3c01808

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