通过活性预锂化实现原位均质氟化策略,构建LiF固体电解质界面,从而获得稳定的硅负极

《Energy & Environmental Science》:In situ homogenized fluorination strategy via active prelithiation enabling LiF solid electrolyte interphases for stable silicon anodes

【字体: 时间:2025年11月06日 来源:Energy & Environmental Science 30.8

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  硅基负极通过预锂化与原位氟化构建稳定LiF层,有效抑制体积膨胀和SEI退化,1.2Ah电池在1C倍率下循环1000次容量保持94.5%,高温下仍展现优异稳定性。

  

基于硅的阳极具有极高的理论比容量,但由于显著的体积膨胀和不稳定的固体电解质界面(SEI),在实际应用中仍存在障碍。富含LiF的SEI已被证实可以抑制电极膨胀并保持界面稳定性。不幸的是,这通常是通过电解质工程实现的,从而会产生不必要的副反应产物。在这里,我们提出了一种预锂化/原位氟化策略,在硅颗粒表面预先形成一层稳定的LiF层,以获得理想的SEI。该LiF层有效缓解了体积膨胀并抑制了电解质分解。这一机制通过原位共聚焦光学显微镜和有限元分析得到了验证。因此,经过LiF改性的硅阳极在循环过程中表现出最小的膨胀和稳定的SEI。使用NCM811正极和改性硅/石墨阳极的1.2 Ah软包电池在1C电流下经过1000次循环后,容量保持率为94.5%。此外,这些电池在高温下也表现出优异的存储性能(60°C下7天后容量保持率为94.5%)和出色的循环稳定性(45°C下650次循环后容量保持率为80.8%)。所提出的原位均匀氟化策略为构建可控的保护性LiF层提供了一种有前景的方法,从而提高锂离子电池(LIBs)中高容量阳极材料的界面稳定性。

图形摘要:通过活性预锂化实现原位均匀氟化策略,形成稳定的LiF固体电解质界面,用于硅阳极
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