重新定义磷阳极：通过应变诱导的界面耦合抑制粉化

摘要 合金型阳极具有高理论容量，但其实际应用受到显著的体积膨胀和颗粒粉化的阻碍。在本研究中，提出了一种主动策略，将固有的体积变化从有害问题转变为界面稳定的驱动力。通过利用强健的单壁碳纳米管（SWCNT）的灵活性和磷在锂化过程中的大体积变化，SWCNT中诱导的拉伸应变增强了它们与破碎合金颗粒的相互作用，促进了界面耦合和P─C键的形成。原位拉曼光谱和密度泛函理论（DFT）计算证实了这一化学机械耦合机制，该机制有效稳定了破裂的磷簇，抑制了中间体溶解，并促进了强大导电网络的重建。因此，仅含1 wt% SWCNT的磷阳极在0.1C下提供了1981.6 mAh g−1的高比容量，在5C下为1235.6 mAh g−1，并在1C下经过500个循环后保持1301.9 mAh g−1（78.1%的保持率）。此外，NCM811//BP─SWCNT全电池在1C下经过500个循环后实现了507 Wh kg−1和1459.7 mAh g−1。该研究确立了一种主动应力利用设计原理，为开发高能量密度合金型阳极提供了新的视角。