无负极锂金属电池的研究进展

作     者：方晓亮 王翠渺 刘书畅 叶文涛 崔景芹 王超志 陈伟平 张鹏 张力 

作者机构：厦门大学能源学院 嘉庚创新实验室 厦门大学化学化工学院 厦门大学萨本栋微米纳米科学技术研究院 香港城市大学材料科学与工程系 

出 版 物：《厦门大学学报(自然科学版)》 (Journal of Xiamen University(Natural Science))

年 卷 期：2024年

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金(92161107 92372101) 

主　　题：无负极锂金属电池 固体电解质界面 集流体 电解质 原位表征 

摘      要：[背景] 锂化的正极与负极集流体组配构建的无负极锂金属电池，能够大幅减少锂用量，是下一代低成本、高能量密度二次电池体系的重要研究方向。然而，在首圈充电过程中，负极集流体表面原位沉积的锂金属与电解液发生副反应，形成不稳定的固体电解质界面，导致有限活性锂的不可逆损失和电池性能快速衰减。[进展] 因此，降低活性锂的消耗、提高锂金属沉积/剥离的可逆性是无负极锂金属电池的关键挑战。目前，通过高容量正极材料预锂化结合现有电池制造工艺、设计适用于软包电池双盐电解液的体系、以及开发面向全固态电池的Ag-C负极等研究进展，推动了无负极锂金属电池的快速发展。[展望] 尽管如此，无负极锂金属电池的性能指标距离商业化应用仍有显著差距。实验室的扣式电池到实用级软包电池的测试流程与参数需要标准化。利用多模态和原位表征技术来厘清锂沉积/剥离过程与界面形成机理，并结合人工智能技术建立工况下的可靠模型和修正训练，将有助于推动无负极锂金属电池内部复杂问题的快速、精准解析。