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由于具有非常高的理論容量、鋰化過電勢非常低、不容易形成鋰枝晶，因此人們認(rèn)為Si材料是具有前景的電池陽極材料。但是目前發(fā)展的固態(tài)電池Si電極性能非常差，這阻礙了Si電極的應(yīng)用。

有鑒于此，吉森大學(xué)Jürgen Janek、馬克思·普朗克鋼鐵研究所Dierk Raabe、牛津大學(xué)Hanyu Huo等通過結(jié)構(gòu)表征、化學(xué)表征、理論計(jì)算等結(jié)合，研究Si/Li₆PS₅Cl復(fù)合材料以及沒有固態(tài)電解質(zhì)的Si電極的化學(xué)/機(jī)械失效機(jī)理。

主要內(nèi)容

（1）

研究發(fā)現(xiàn)Si|Li₆PS₅Cl界面上生長固體電解質(zhì)相界面（solid electrolyte interphase）嚴(yán)重的增加復(fù)合電極的電阻，導(dǎo)致Si|Li₆PS₅Cl快速的產(chǎn)生性能衰減。沒有固體電解質(zhì)的Si電極表現(xiàn)較好的離子導(dǎo)電能力和電子導(dǎo)電能力，因此得到比較高的電池容量。但是這種不含固體電解質(zhì)的Si電極在脫鋰過程中界面上能夠產(chǎn)生微型孔隙并且導(dǎo)致比較高的機(jī)械應(yīng)力。

（2）

通過研究不同結(jié)構(gòu)Si電極的化學(xué)失效和機(jī)械失效機(jī)理有助于設(shè)計(jì)性能更加優(yōu)異的電極材料。

參考文獻(xiàn)

Huo, H., Jiang, M., Bai, Y. et al. Chemo-mechanical failure mechanisms of the silicon anode in solid-state batteries. Nat. Mater. (2024)

DOI: 10.1038/s41563-023-01792-x

https://www.nature.com/articles/s41563-023-01792-x