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華科孫永明AEM: 鋰離子電池預(yù)鋰化實(shí)際應(yīng)用的前景和挑戰(zhàn)

為了滿足儲(chǔ)能應(yīng)用日益增長(zhǎng)的需求，非常需要進(jìn)一步提高鋰離子電池的能量密度。由于在負(fù)極表面形成固體電解質(zhì)界面（SEI），初始充電過程中的活性鋰損失顯著降低了鋰離子電池的容量和能量密度，尤其是高能量密度電池中的硅基負(fù)極。為了解決這個(gè)問題，為電池提供額外活性鋰的預(yù)鋰化是被廣泛接受的最有前途的策略之一。

在此，華中科技大學(xué)孫永明教授等人綜述了預(yù)鋰化的關(guān)鍵參數(shù)以及與預(yù)鋰化本身相關(guān)的挑戰(zhàn)/問題，而不是單獨(dú)列舉單個(gè)預(yù)鋰化方法。主要內(nèi)容包括：可承載的鋰離子容量/預(yù)鋰化效率、具有化學(xué)和環(huán)境穩(wěn)定性的預(yù)鋰化材料/試劑、預(yù)鋰化的安全隱患、預(yù)鋰化過程中的殘留物和副反應(yīng)（如氣體逸出）、對(duì)電化學(xué)性能的潛在影響（如預(yù)鋰化引入的惰性材料/殘留物）以及預(yù)鋰化的工業(yè)兼容性和可擴(kuò)展性。

圖1. 電池預(yù)鋰化的材料、方法和關(guān)鍵參數(shù)

然而，文獻(xiàn)主要討論材料設(shè)計(jì)/加工以獲得明顯優(yōu)異的電化學(xué)性能，許多重要參數(shù)經(jīng)常被忽視，這些參數(shù)對(duì)于電池行業(yè)的實(shí)際適用性至關(guān)重要。因此本綜述還說明了這些重要參數(shù)/問題的典型示例，提供了解決這些問題的有關(guān)材料/試劑的合理設(shè)計(jì)和處理的見解，并為在工業(yè)應(yīng)用成功實(shí)現(xiàn)預(yù)鋰化提供了借鑒。

圖2. 預(yù)鋰化對(duì)電化學(xué)性能的潛在影響

Promises and Challenges of the Practical Implementation of Prelithiation in Lithium-Ion Batteries, Advanced Energy Materials. 2021. DOI: 10.1002/aenm.202101565

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