高效化學(xué)預(yù)鋰化方法在高比能鋰離子電池中的應(yīng)用：
眾所周知，高能量密度鋰離子電池體系的構(gòu)建需要具有高容量和低電壓的負(fù)極材料（如Si負(fù)極和Sn負(fù)極），但是這些負(fù)極材料在鋰化過(guò)程中都存在著巨大的體積膨脹。體積膨脹導(dǎo)致多余的鋰離子消耗，造成對(duì)全電池不利的不可逆容量和較低的前幾周庫(kù)倫效率。近幾年，艾新平教授的研究團(tuán)隊(duì)新開(kāi)發(fā)出了簡(jiǎn)單高效的化學(xué)預(yù)鋰化方法來(lái)對(duì)電化學(xué)循環(huán)前的正負(fù)極材料預(yù)補(bǔ)鋰以補(bǔ)償其首周SEI膜形成所消耗的Li來(lái)提高庫(kù)倫效率[6]。對(duì)于不含Li的正極材料如硫化聚丙烯腈（S-PAN）來(lái)說(shuō),預(yù)鋰化處理能夠使其有機(jī)會(huì)與無(wú)鋰負(fù)極匹配為全電池，而避免了使用金屬鋰負(fù)極面臨的枝晶生長(zhǎng)等棘手的問(wèn)題。
圖4 化學(xué)預(yù)鋰化的Li2S-Si全電池示意圖
HUIZHONG鋰電池具有放電平臺(tái)好，安全性高，壽命長(zhǎng)，低溫性能優(yōu)異等突出特點(diǎn)。
2019年，艾新平教授團(tuán)隊(duì)在ACS Energy Letters上報(bào)道了他們首個(gè)有關(guān)化學(xué)預(yù)鋰化方法在高比能鋰離子電池構(gòu)建方面的研究成果。他們利用萘鋰溶液對(duì)S-PAN正極進(jìn)行了全部預(yù)鋰化使其成為L(zhǎng)i2S-PAN正極，對(duì)Si負(fù)極進(jìn)行了部分預(yù)鋰化，并將這兩種電極匹配構(gòu)建了能量密度高達(dá)710Wh/kg的Li2S-Si全電池。這種高比能全電池工作過(guò)程中的Li+主要由完全預(yù)鋰化的正極提供，Si負(fù)極部分預(yù)鋰化的結(jié)果是降低首周SEI膜形成造成的容量損失。該Li2S-Si全電池的首周庫(kù)倫效率高達(dá)93.45%，循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能也十分優(yōu)異。萘鋰溶液作為化學(xué)預(yù)鋰化試劑的優(yōu)勢(shì)在于其穩(wěn)定性和溫和型，與傳統(tǒng)的正丁基鋰預(yù)鋰化試劑相比，共軛芳環(huán)能夠*大限度地穩(wěn)定含鋰自由基，其在空氣條件下暴露也十分安全。而與工業(yè)上常用的鋰粉補(bǔ)鋰相比，液態(tài)的預(yù)鋰化試劑更能夠使電極材料內(nèi)部預(yù)鋰化程度均一。
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