金属锂电池死锂形成机制及解决策略OACSTPCD

锂作为一种高容量负极,是构筑高比能金属锂电池的关键材料.然而金属锂电池实际应用仍面临诸多挑战,尤其是死锂问题,导致电池循环寿命和安全性严重下降.本文从死锂的形成机制、表征技术和解决策略三个方面开展论述.死锂主要来源于不完全的脱锂过程,以及锂的化学/电化学腐蚀,后者在电池充放电以及日历老化过程中都会发生.结合作者及合作者近期的相关研究报道,本文讨论了冷冻电镜、原位光学显微镜/拉曼光谱、三电极电化学技术等在死锂微观结构组成及其形成演变机制方面的应用.概括了通过设计骨架支撑锂的体相结构,引入保护层稳定界面,配置高性能电解液/固态电解质等死锂抑制型策略,减少死锂的产生和积累.此外,分析了解决死锂问题的激活策略,利用氧化还原对实现死锂的转化、迁移、存储和再利用.由于锂腐蚀、界面溶解、内电场作用等,实际电池体系中死锂的结构组成、空间分布等都存在复杂的动态变化,仍需开展大量研究剖析死锂的动态演变机制,提出根治死锂问题的科学思路.