精确的锂化激活技术突破了微硅全固态电池的速率性能极限

《ACS Energy Letters》：Precise Lithiation Activation Breaks through Rate Performance Limits of Microsilicon All-Solid-State Batteries

微硅阳极在硫基全固态电池中存在锂化/脱锂过电位和离子扩散限制问题，通过电化学分析与建模揭示其速率限制机制，并提出精准预锂化策略提升脱锂能力，1C倍率下容量保持率80.1%。

　　

微硅（micro-Si）阳极在硫化物全固态电池（ASSBs）中提供了一种成本效益高且稳定的锂金属替代品，但其较差的倍率性能限制了其在电动汽车中的应用。本文研究了影响微硅ASSBs倍率性能的动力学限制因素。电化学分析表明，较大的锂化过电位和有限的脱锂能力是主要的限速因素。定量电化学表征和建模将这些动力学限制归因于微硅本身的“锂化活化”特性，并揭示了初始较低的电子导电性导致了较大的锂化过电位，而初始较差的锂扩散系数则限制了脱锂能力。基于这些认识，我们提出了一种精确的预锂化策略来激活微硅阳极，从而显著提升了其脱锂能力，在全电池1C放电条件下容量保持率达到了80.1%。本研究为设计高倍率性能的微硅阳极在硫化物ASSBs中的应用提供了重要的机理见解和定量预锂化策略。