硅负极衰减因素

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硅基负极的衰减因素主要包括以下几类:
1. 体积变化:在硅基负极的充放电过程中,会发生体积变化,这可能导致硅颗粒上产生高内应力,进而粉碎活性物质。

此外,持续的体积变化会导致覆盖在电极表面的固体电解质界面膜(SEI膜)破裂,并在裸露的硅颗粒表面不断形成新的SEI膜,消耗电解质中大量锂离子,并阻止部分电子传导,加剧容量衰减。

2. 电解质反应:Si与LIB电解质中常用的盐和有机溶剂在化学上是不稳定的,并且这种不稳定性不会在SEI形成时消退。

因此,在含硅负极中预计会出现Li+库存的持续损失。

3. PF6的水解失控:Si暴露在电解质中会继续促进PF6的水解失控。

电解质分解的可溶性产物会在阴极表面扩散和反应,对电池健康产生损害。

4. SEI层变化:Si与其SEI具有极强的反应活性,硅晶电极模型的SEI层在循环过程中会“呼吸”,在锂化过程中变得更薄且无机,在脱锂时变得更厚且有机。

这种持久的电解质反应会加速容量衰减,同时还会产生固体沉积物,从而堵塞阳极中的孔隙。

此外,长期储存后,电解质消耗和孔隙阻塞都会导致功率衰减。

因此,针对硅基负极的衰减问题需要进一步研究并采取相应的措施进行改善。

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