中国研究人员开发新型预锂化技术提升锂离子电池的性能

为了进一步提高锂离子电池的性能，电池制造商需要开发更好的负极来替代常用的石墨其中，SiO比容量高，地壳储量丰富，有望用于下一代高功率锂离子电池

但是SiO也有一系列的缺点，尤其是固有电导率低，在充放电循环过程中尺寸变化很大高达300%的体积变化，负极材料会损坏脱落，从根本上降低性能

复旦大学分子催化与功能材料上海重点实验室电化学科学家傅说:如果将一氧化硅和碳结合在一种复合材料中，形成现有石墨阳极材料和下一代硅基阳极的混合物，可能会获得成功这种复合材料具有两者的优点，但仍有许多障碍需要克服

碳具有很高的导电性和结构稳定性，在流通过程中体积膨胀要小得多它的柔韧性和润滑能力有助于抑制硅的体积膨胀总的来说，复合负极具有良好的容量和高循环性能

但解决一套问题只会引出另一套问题，SiO—C复合阳极的库仑效率相对较差使用SiO—C复合负极的锂离子电池在第一次循环中，部分锂与复合材料发生不可逆反应，产生降解产物，在负极表面与电解液之间形成固体电解质界面层这种寄生的锂化过程又会导致活性锂和库仑效率的损失

据国外媒体报道，为了克服这些挑战，研究人员开发了一种新的预锂技术，该技术预先在电池中储存额外的锂，以补偿电池循环过程中寄生反应消耗的锂其他研究人员也开发了预锂化技术，通常涉及纯金属锂，改性金属锂或含锂化合物这些方法都有局限性，如含锂化合物可能在循环过程中锂化后释放气体，从而降低负极的性能和电池的总能量密度

研究人员将这种新的预锂技术称为锂固体腐蚀，它使用一种由含碳氮氧化锂组成的固体电解质来代替电解质，从而解决了此类问题这不仅避免了锂金属不必要的副反应，而且在阴极和电解质之间产生了更好的界面

研究人员使用三种不同的方法实时观察电化学反应，包括光学成像，电子显微镜和X射线衍射，以研究固态腐蚀预锂化过程是否能按预期进行与使用电解液的预锂电极相比，该技术将负极的预锂效率提高了近83%

研究人员已经使用纽扣电池验证了这一概念，现在希望通过工业级电池演示这一过程。