克服Si阳极的初始低库伦比效率,通过在全固态电池中进行先化
So-Yeon Ham1, Elias Sebti2, Ashley Cronk1
1Materials Science and Engineering Program, University of California San Diego, La Jolla, CA, 92093, USA.
Nature communications
|April 6, 2024
概括
这项研究通过预化阳极来增强全固态电池,显著提高初始库伦比效率 (ICE) 和为下一代能源存储保持容量. 这种方法可以提高电池的寿命和能量密度.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 具有 (Si) 阳极的全固态电池 (ASSB) 具有潜力,但由于不可逆转的容量损失,其初始库伦比效率 (ICE) 较低.
- 这限制了基于Si的ASSB的实际能量密度.
研究的目的:
- 通过预化策略,提高ASSB中的Si阳极的ICE和导电性.
- 为了评估Si预化在不同阴极材料的全细胞中的有效性.
主要方法:
- 对Si阳极应用了预化策略.
- 使用预化Si阳极和氧化 (LCO) 或氧化 (NCM) 阴极组装了完整的细胞.
- 在1000个循环中评估了电化学性能,包括ICE和容量保留.
主要成果:
- 前化显著增加了Si阳极的ICE,特别是在与LCO阴极配对时.
- 性能增强在具有高阳极不可逆性的全细胞中最为明显.
- 在1000个循环后,与纯阳极相比,容量保持率有15%的改善.
- 使用干燥加工的LCO阴极和预化Si阳极,可以达到高达10 mAh cm-2的高面积容量.
结论:
- 阳极预化是一种有效的策略,可以增强ASSB的ICE和长期稳定性.
- 这种方法对高负载的下一代ASSB具有前景,特别是当与LCO.CO.等阴极配对时.
- 先化的好处在阳极侧不可逆转性主导的系统中最为显著.


