硅负极：电极厚度和倍率对电化学性能的影响

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【研究背景】 锂离子电池（LIB）是现代社会的重要储能工具，因其能量密度高、体积小、循环寿命长而被广泛应用于消费电子产品和电动汽车中。随着对更高能量密度锂离子电池需求的日益增长，研究人员希望通过增加活性电极的厚度来提高电池的能量密度。此外，硅作为电极材料的理论容量为 4200 mAh/g，是未来高容量电极的理想候选材料。结合厚电极的设计，硅可以显著提高电池的能量密度，满足人们对高容量电极的需求。但是，厚电极的设计是一把双刃剑：它可以提高容量，但同时也会带来严重机械不稳定性和电子-离子传输动力学迟缓问题，造成电池容量的快速衰退。而对于硅电极而言，其自身的 300% 体积膨胀率也会加剧这些问题。 硅基电极在循环过程中存在复杂的多物理场和多尺度，传统均质化模型不能很好的描述电池内部细观和微观尺 ………………………………