化学预锂化是提高锂离子电池电极初始库仑效率(ICE)和能量利用率的有效途径。然而,由于迄今为止所报道的所有预锂试剂都具有比石墨(Gr)负极高得多的氧化还原电位(约0.2 V),这种方法并不适用于最常用的Gr负极。
近日,武汉大学艾新平研究员,Yang Luo报道了基于离子溶剂化和配位化学,首次提出了一种新的预锂试剂设计策略,通过选择一种强供电子、空间位阻、化学稳定的溶剂来调节预锂化试剂的氧化还原电位,并在预锂化过程中防止溶剂共嵌入,从而成功地实现了对Gr负极的预锂化。
文章要点
1)通过理论预测和实验测试,研究人员成功研制出一种化学预锂化试剂Li–Biph/2-Me-THF),该试剂能在几分钟内将准确预锂化Gr负极(pGr),且不破坏Gr的晶格结构。所制备的pGR负极具有较高的ICE、优异的倍率性能和稳定的循环性能。
2)通过调节pGR负极的预锂化程度,使其与LiCoO2(LCO)、LiFePO4(LFP)和LiNi0.8Co0.1Mn0.1(NCN811)等代表性正极的ICE匹配,研究人员组装了pGR/LCO、pGR/LFP和pGR/NCN811全电池,发现所有基于pGR的锂离子电池都比未预锂的锂离子电池表现出明显的ICE改善、更好的循环稳定性和更高的容量利用率。
参考文献
Yifei Shen, et al, Achieving Desirable Initial Coulombic Efficiencies and Full Capacity Utilization of Li-Ion Batteries by Chemical Prelithiation of Graphite Anode, Adv. Funct. Mater. 2021
DOI: 10.1002/adfm.202101181
https://doi.org/10.1002/adfm.202101181