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“预锂化”突破！新工艺可使锂电池寿命延长44%
①硅高性能电池可能会彻底改变储能潜力；
②但硅阳极中锂离子的持续损失是下一代锂离子电池发展的一个重大障碍；
③美国科学家们已经开发出一种易于扩展的方法，有助于减少锂的损失。
(资料图片仅供参考)
据报道，高性能硅电池可能会彻底改变储能潜力，这对于实现气候目标和发挥电动汽车的全部潜力至关重要。然而，硅阳极中锂离子的持续损失是下一代锂离子电池发展的一个重大障碍。
众所周知，在锂离子电池首次充电过程中，有机电解液会在石墨等负极表面还原分解，形成固体电解质相界面（SEI）膜， 永久地消耗大量来自正极的锂，造成首次循环的库仑效率（ICE）偏低，降低了锂离子电池的容量和能量密度。为了解决这个问题，人们研究了“预锂化” 技术。
“预锂化”（也被称为“预嵌锂”、“补锂”）描述的是在锂离子电池工作之前向电池内部增加锂来补充锂离子。通过预锂化对电极材料进行补锂，抵消形成SEI膜造成的不可逆锂损耗，以提高电池的总容量和能量密度。
近期，美国莱斯大学George R. Brown工程学院的科学家们已经开发出一种易于扩展的方法来优化预锂化，这一过程有助于减少锂的损失，并通过在硅阳极上涂上稳定的锂金属颗粒（SLMPs）来提高电池的寿命周期。
莱斯大学化学和生物分子实验室的工程师Sibani Lisa Biswal发现，在阳极上喷涂颗粒和表面活性剂的混合物，可以使电池寿命延长22%至44%。
“预锂化是一种策略，旨在补偿硅中通常发生的锂损失。你可以把它想象成表面的底漆，就像你在刷墙的时候，你需要先涂一层底漆，以确保你的油漆粘住。预锂化使我们能够‘预充’阳极，从而使电池具有更稳定、更长的循环寿命。”Biswal说。
虽然这些颗粒和预锂化并不新鲜，但Biswal实验室能够以一种能够轻松集成到现有电池生产工艺中的方式优化工艺。最新研究成果已于近期发表在了《ACS应用能源材料》杂志上。
研究人员还称，“我们开发的新工艺的一个方面是使用表面活性剂来帮助分散颗粒。它可以让你有一个均匀的分散。因此，它们不会聚集到电池内部的不同的位置，而是可以均匀分布，”
他们解释说，将颗粒与不含表面活性剂的溶剂混合将无法形成均匀的涂层。与其他方法相比，喷涂在阳极上更能实现均匀分布。
“喷涂方法与大规模生产兼容，”他们补充说。
