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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? /></section>
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接觸預(yù)鋰化技術(shù)被廣泛用于補(bǔ)償鋰離子電池的初始容量損失，在超長(zhǎng)循環(huán)壽命的工作電池和大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用中顯示出巨大的潛力。然而，犧牲鋰源用于接觸預(yù)鋰化的利用率很低（< 65%）。

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。

圖1 預(yù)鋰化對(duì)工作LIBs系統(tǒng)的作用

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%。

圖2 電子通道對(duì)接觸預(yù)鋰化的影響

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。

圖3 不同預(yù)鋰化后的電化學(xué)性能

Unblocked Electron Channels Enable Efficient Contact Prelithiation for Lithium-Ion Batteries. Advanced Materials 2022. DOI: 10.1002/adma.202110337

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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> 2023年10月15日 下午3:49 ? 未全平臺(tái)發(fā)布, 頂刊 ? 閱讀 25

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