在离子电池中增强系统阳极的多维策略:从半细胞到全细胞
Shixin Qiu1, Kemeng Ji1,2, Yuzhuo Zhang1
1Key Laboratory for Green Chemical Technology of Ministry of Education, Collaborative Innovation Center of Chemical Science and Engineering, School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, Tianjin, 300050, P. R. China.
ACS applied materials & interfaces
|January 8, 2026
概括
阳极为离子电池 (LIB) 提供高容量,但面临着像体积扩张这样的挑战. 本综述探讨了改善下一代电池阳极性能的策略.
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:
- 在电动汽车和电子产品的离子电池 (LIB) 中,对高能量密度和长周期寿命的需求不断增加.
- (Si) 阳极由于其高容量,低潜力和丰富性而具有前景,但面临诸如体积膨胀,低导电性和差的界面稳定性等挑战.
研究的目的:
- 综合审查和解决阻碍在LIBs中的阳极商业化挑战.
- 为了阐明阳极中的+储存和故障机制.
- 为半细胞和全细胞配置中的Si和Si基阳极提出多维改进策略.
主要方法:
- 揭示了阳极中基本的+储存和故障机制.
- 建议多维改进策略,重点关注活性材料的修改和电池系统的优化.
- 系统检查Si系统阳极在全电池配置中的系统检查.
主要成果:
- 确定严重的体积膨胀 (>300%),低的内在导电性和差的界面稳定性是阳极的主要挑战.
- 通过材料和系统优化,开发提高离子半电池中Si阳极性能的策略.
- 对全细胞应用的Si-系统阳极的进展和挑战进行分析.
结论:
- 阳极对下一代高能量密度LIB具有重大潜力.
- 多维策略对于克服极极的局限性至关重要.
- 需要进一步的研究和工业开发,以促进Si-系统阳极的实际应用.


