复旦“90后”博导高悦联手彭慧胜院士Nature：外部锂供应重塑电池寿命与能量密度

文章预览

01 科学背景 在传统的锂离子电池中，正极结构中通常含有锂离子（例如 Li-Ni-Mn-Co 氧化物或 LiFePO 4 ），而负极通常由通过插层（例如石墨）或合金化储存锂离子但初始状态不含有锂的材料制成。在电池运行过程中，储存在正极材料中的锂离子充当能量载体来储存和释放能量。电池中初始的活性锂离子量基本上决定了电池的最大容量，随着锂离子在循环过程中通过副反应损失，保持电荷的能力逐渐减弱。这种损失将可能的充放电循环次数限制在几千次，之后电池就会被认为失效，尽管阴极和阳极材料可能仍然处于良好状态，并且如果与新鲜的锂离子配对，能够工作更长时间。 LiFePO 4 和石墨等主要电极材料的寿命通常相当好，相变和降解有限。然而，电池内活性锂离子的有限供应最终决定了它的寿命。 对于先天缺锂的电池以及在循环过程中锂损失的 ………………………………