清华张强/闫崇AM：真空热蒸发预锂化技术实现91%锂利用率！

接触预锂化技术被广泛用于补偿锂离子电池的初始容量损失，在超长循环寿命的工作电池和大规模储能系统的应用中显示出巨大的潜力。然而，牺牲锂源用于接触预锂化的利用率很低（< 65%）。

清华大学张强、闫崇等通过调节初始接触状态，从锂源/负极界面的角度探讨了接触预锂化的基本机制，并成功地阐明了容量衰减的根源。

图1 预锂化对工作LIBs系统的作用

研究显示，锂源/负极界面中的电子通道对于控制预锂化行为和锂利用率至关重要。为构建具有不同接触状态的预锂化界面，作者采用机械轧制（MR）和真空热蒸发（VE）两种方法在负极表面引入牺牲锂膜。

由于锂蒸汽的高迁移率，VE可以在锂薄膜/负极界面处实现更共形的接触，并具有丰富的电子通道，因此，接触界面上的局部电流密度降低，增强了电子通道的稳定性，有利于预锂化动力学，结果，VE引导的预锂化过程速度快，锂利用率提高至91.0%。

图2 电子通道对接触预锂化的影响

相比之下，在MR引导的预锂化后，大量尺寸较大的死锂积聚在负极界面上，导致大极化和电池退化。因此，当与NCM811正极搭配使用时，VE负极不仅增强了首效（ICE），还使软包电池在600次循环后实现了95.8%的出色容量保持率。这些结果在一定程度上证实了VE工艺的可行性，这对进一步探索先进电池工作负极的实际接触预锂化具有重要意义。

图3 不同预锂化后的电化学性能

Unblocked Electron Channels Enable Efficient Contact Prelithiation for Lithium-Ion Batteries. Advanced Materials 2022. DOI: 10.1002/adma.202110337

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清华张强/闫崇AM：真空热蒸发预锂化技术实现91%锂利用率！

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