类不锈钢钝化启发锂离子电池持久硅负极

摘要 通过添加剂形成传质阻挡层对不锈钢进行钝化已被广泛应用，其中将 Cr 元素添加到块体 Fe−C 中以形成富含 Cr 2 O 3 的保护层。在此，我们将长期实践的钝化概念扩展到锂离子电池的 Si 负极，将 LiF/Li 2 CO 3 钝化剂引入块体 Si 中。通过各种非原位表征、氧化还原峰等高线图、厚度演变测试以及有限元模拟对钝化机制进行了研究。结果表明，钝化能够增强 Li‐Si 合金的（脱）嵌锂反应，诱导富 F 固体电解质中间相的形成，稳定 Si/LiF/Li 2 CO 3 复合材料，并缓解循环过程中 Si 负极的体积变化。三维钝化 Si 负极在 1500 次循环后仍能完全保持 3701 mAh g −1 的高容量，并能耐受高达 50C 的高倍率。这项工作为如何通过有效钝化构建耐用的 Si 负极提供了见解。