多层细晶SEI

助力硅碳负极长循环

通过脉冲电化学活化在硅碳负极上构建的多层细晶固态电解质界面，每一层均匀分散无机颗粒并被有机物缓冲，显著提升界面机械稳定性并降低锂离子传输阻力。

Xu, Changhaoyue · Jing, Peng · Pengfei, Xia · Ye, Jia · Jianan, Peng · Qiujie, He · Qingqing, Liu · Zimo, Song · 张雪梅 · Wu, Fanglin · 刘现玉 · 武开鹏 · 张云 · Cai, Wenlong

Energy and Environmental Sciences 2025

具体参数

容量保持率

{'zh': '93.6', 'en': '93.6'} %

杨氏模量

{'zh': '12.5', 'en': '12.5'} GPa

锂离子传输吉布斯自由能

{'zh': '0.235', 'en': '0.235'} eV

电流密度

{'zh': '1', 'en': '1'} A g−1

技术优势

循环寿命显著提升

在1 A g−1下循环583次后仍保持93.6%的容量，证明SEI能长期承受硅颗粒的体积变化。

机械强度更高

SEI杨氏模量达12.5 GPa，是典型双层SEI的2.5倍，能更有效抑制界面应力和应变，减少厚度波动。

锂离子传输更快

锂离子穿过SEI的吉布斯自由能仅0.235 eV，是典型双层SEI的五分之一，极大提升扩散动力学。

可直接驱动无人机

组装的Si/C‖LiFePO4全电池成功驱动无人机，证明其实用性。

应用场景

• 硅碳负极：为Si/C负极提供稳定的SEI，解决体积膨胀导致的界面失效。
• 高比能锂电池：提高硅基负极的循环稳定性，助力高比能锂电池长寿命。
• 无人机动力电源：全电池已成功驱动无人机，展示其在无人机电源中的可行性。
• 电化学储能：为电化学储能系统提供高稳定性的硅基负极解决方案。