预锂化
分类
负极
1:1预锂化负极的容量保持率为98.5%,而1:0非预锂化负极的容量保持率仅为60.1%。
文章
a失效后未预锂化负极的扫描电子显微镜/能量色散X射线光谱(SEM/EDS)分析。
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b失效后未预锂化负极的扫描透射电子显微镜/电子能量损失谱(STEM/EELS)面扫分析。
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d失效后预锂化负极的STEM/EELS面扫分析。
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e失效后预锂化与未预锂化负极的X射线光电子能谱(XPS)C1s光谱。
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图6d通过失效后预锂化负极的STEM/EELS锂面扫图进一步支持了这一结论,该图揭示了锂和硅信号之间存在显著的空间重叠。
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所得到的预锂化负极展现出卓越的电化学性能,包括高初始库仑效率(ICE)、增强的锂离子扩散能力,以及在高电流密度下经过2000多次循环后容量衰减接近于零,其性能优于未预锂化的同类产品以及其他已报道的纳米硅负极。
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样品
图6b展示了同一未预锂化样品的扫描透射电子显微镜(STEM)和电子能量损失谱(EELS)面扫图,用于考察锂的分布情况。
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未预锂化样品在约685.5eV处呈现出一个较弱的氟化锂(LiF)峰,并伴有在约687.5eV处一个相对较强的峰,该峰对应于SEI内含氟碳物种中的C–F键。
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虽然预锂化和未预锂化样品在循环前后峰的位置和形状大致相似,但与信息更丰富的F1s和C1s光谱相比,这些光谱提供的额外信息有限。
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方法
为此,以色列特拉维夫大学FernandoPatolsky等人引入了一种激光驱动的固态下原位预锂化方法,该方法与硅-石墨烯类单块复合负极的合成同步进行。
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为进一步探究所提出预锂化方法的普适性及其与常见锂盐前驱体的兼容性,有必要评估除LiOH之外的其他替代物。
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然而,传统预锂化方法复杂、对空气敏感、需多步且为非原位操作,通常需要使用活性锂金属或特殊锂盐前驱体。
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效果
该分析对于评估预锂化在缓解硅基负极典型降解途径方面的有效性至关重要。
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预锂化可通过补偿锂损失和稳定SEI来缓解这些问题。
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