压力对固态和液态电解质电池中锂脱合金化的影响：迈向实用高能固态电池的关键指引

为探究机械应力对脱合金化反应的影响，研究人员开展了施加堆压对 Li 合金材料（Li–Al、Li–Sn、Li–In 和 Li–Si）在固态和液态电解质中合金化 / 脱合金化时结构演变及电化学可逆性影响的研究。结果发现堆压影响金属脱合金化时的孔隙形成程度，据此设计的电极可在低堆压下稳定循环，为实用高能固态电池提供指导。

　　摘要：脱合金化反应是下一代电池电极运作的基础，也是制备多孔金属的一种合成途径，但机械应力对这些过程的影响尚不清楚。在此，研究人员研究了施加的堆压如何影响使用固态和液态电解质的 Li 合金材料（Li-Al、Li-Sn、Li-In 和 Li-Si）在合金化 / 脱合金化过程中的结构演变和电化学可逆性。研究发现，金属脱合金化过程中孔隙形成的程度普遍受堆压控制，要达到约 80% 的相对密度，所需堆压至少为屈服强度的 20%。这一概念与固态电池中合金电极的循环相关，由于致密化，实现可逆的高锂存储容量需要一个与屈服强度相关的阈值压力。基于这一理解，研究人员设计出具有致密界面层的 Al 和 Si 阳极，能够在低堆压（2MPa）下稳定循环，为实用的高能固态电池提供了指导。