金钟/孙林Small：提高硅负极锂离子电池初始库仑效率的新进展综述

可充电硅负极锂离子电池（SLIBs）因其理论容量高、工作电位低和自然资源丰富等优点而备受关注。然而，其低初始库仑效率（ICE）开始引发关注，因为ICE值是全电池设计的核心指标，深刻决定了活性材料的利用率和组装电池的重量。

在此，南京大学金钟教授、盐城工学院孙林等人全面回顾了改善SLIB低ICE问题的解决方案的最新进展。从设计的角度来看，提高硅负极ICE的策略可以系统地分为几个方面，包括结构调节、预锂化、界面设计、粘结剂设计和电解液添加剂等。

作者强调并详细讨论了各种方法的优点和挑战，为合理设计和开发最先进的技术以处理 SLIB低ICE问题提供了宝贵的见解。

图1. 与锂金属直接接触的预锂化过程示意图

最后，作者总结了未来有希望的研究前景：

（1）在设计和制造Si纳米结构时应同时考虑ICE和循环稳定性；

（2）具有延伸强度和柔韧性的新型电解液添加剂和粘结剂的设计迫在眉睫；

（3）应简化预锂化操作并避免多个步骤，还需考虑预锂化试剂与电极粘结剂的相容性以及电极空气稳定性等；

（4）应尽量减少Si表面的氧化物；

（5）迫切需要先进的技术来表征 SEI形成、生长和演化的机制。

图2. 提高SLIBs的ICE值的不同策略的示意图比较

A Review on Recent Advances for Boosting Initial Coulombic Efficiency of Silicon Anodic Lithium Ion batteries, Small 2021. DOI: 10.1002/smll.202102894

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金钟/孙林Small：提高硅负极锂离子电池初始库仑效率的新进展综述

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