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清华大学张强，最新Angew！实现超高锂源利用率！

顶刊收割机 · 公众号 · · 2024-10-09 08:18

正文

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接触式预锂化被广泛用于补偿锂离子电池的初始容量损失。然而，由于接触界面的恶化，锂源利用率低，导致循环退化。基于此， 清华大学张强教授和北京理工大学闫崇（共同通讯作者）等人 报道了通过结合磁控溅射和真空热蒸发的方法，将Li-Ag合金（50 at. % Li）作为接触预锂化的引导人工电子通道（AEC）层成功插入Li源膜/石墨负极界面。AEC呈现出单分散的岛层形态，不仅减少了AEC层的质量负荷，而且保证了足够的电子/离子通道进行预锂化和循环。

更重要的是，实验和理论计算证明，Li-Ag合金对Li扩散的屏蔽作用可以使AEC限制干态界面腐蚀，从而在整个预锂化过程中保持Li源/Li-Ag/负极界面上的快速电子传递。因此，由干态过程产生的剩余锂源在随后的湿态过程中被常规电解质深度转化，显示出高锂源利用率（90.7%）和和无死锂形态。正如预期的那样，初始库仑效率（CE）约为100%的AEC预锂化石墨负极使得LiNi _0.5 Mn _0.3 Co _0.2 O ₂ （NCM523）软包电池的能量密度增加了35.8%，并且在600次循环中具有优异的循环性能。此外，AEC辅助接触预锂化也适用于硅基负极。本研究为构建高效的前锂化技术以开发高能锂离子电池（LIBs）提供了重要的见解。

图文导读

图1-1.接触式预锂化过程中的锂源转换

图1-2. Li-Ag对界面Li扩散的屏蔽效应

图1-3. AECs引入锂源/负极界面

图1-4. AEC辅助接触式预锂化（ACP）的性能

图1-5.接触界面的演变

图1-6.预锂电池的电化学性能

结论展望

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