Nikhil Koratkar、刘慰Adv. Sci.：合金类负极的致密化处理构筑高能锂离子电池：颗粒间与颗粒内孔隙的关键作用

主要观点总结

本文是科学材料站对一篇关于合金化负极材料孔隙设计的文章进行的简介，文章作者罗壹腾，通讯作者为Nikhil Koratkar和刘慰。文章讨论了孔隙对电池能量密度的影响，提出了颗粒内孔隙的重要性，并介绍了孔隙设计的工程实现方法、评估手段以及未来的展望。

关键观点总结

关键观点1: 一、文章背景

随着电动汽车、移动电子设备等的需求增长，对锂离子电池的能量密度提出了更高的要求。合金类负极材料因其高能量密度而受到关注，但其体积膨胀问题限制了其发展。

关键观点2: 二、文章简介

文章以硅碳负极为例，讨论了颗粒间和颗粒内孔隙对电池能量密度的影响，提出了合理的孔隙设计方案。

关键观点3: 三、孔隙对电池能量密度的影响

文章指出，为了容纳合金类负极的体积膨胀，需要引入孔隙结构。但孔隙的用量、分布和类型会影响电池的能量密度和性能。

关键观点4: 四、颗粒孔隙的工程设计和表征手段

文章强调了颗粒内闭孔的重要性，并介绍了材料合成、电极制备、表征手段等方面的技术细节。提到了先进的表征工具如SAXS、SANS等可以监控并定量评估电极/颗粒孔隙的动态演变过程。

关键观点5: 五、合金化负极孔隙的总结与展望

文章总结了合金类负极材料的发展现状及面临的挑战，展望了未来孔隙工程在提高电池能量密度和循环寿命中的关键作用。

文章预览

科学材料站 文 章 信 息 高能锂离子电池合金化负极的致密化：设计构筑颗粒间/内的孔隙率实现>400 Wh/kg 第一作者：罗壹腾 通讯作者：Nikhil Koratkar*，刘慰* 单位：伦斯勒理工学院，四川大学 科学材料站 研 究 背 景 锂离子电池(LIB)的能量密度日益难以满足电动汽车、低空飞行器和移动电子设备等的需求。对更高能量密度 (>350 Wh kg −1 ) 和更低成本 ( < 100 $/Wh) 的迫切需求，不断驱动新型 LIB材料的研究开发。行业见证了正极侧的更新迭代 (不断增长的Ni含量和电池能量密度)，但负极侧进展显得却迟缓：自20世纪90年代以来，碳基负极 (石墨、软/硬碳)一直占据主导地位。 合金类负极 (如Si、Sn、Ge、Al等)储锂电位适中、克容量高，可极大提高电池能量密度，但其嵌锂中的体积膨胀严重制约其循环稳定性。针对该类负极 (如硅)的大量研究中通常依赖于“预置孔 ………………………………