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接觸預鋰化技術被廣泛用于補償鋰離子電池的初始容量損失，在超長循環壽命的工作電池和大規模儲能系統的應用中顯示出巨大的潛力。然而，犧牲鋰源用于接觸預鋰化的利用率很低（< 65%）。

清華大學張強、閆崇等通過調節初始接觸狀態，從鋰源/負極界面的角度探討了接觸預鋰化的基本機制，并成功地闡明了容量衰減的根源。

圖1 預鋰化對工作LIBs系統的作用

研究顯示，鋰源/負極界面中的電子通道對于控制預鋰化行為和鋰利用率至關重要。為構建具有不同接觸狀態的預鋰化界面，作者采用機械軋制（MR）和真空熱蒸發（VE）兩種方法在負極表面引入犧牲鋰膜。

由于鋰蒸汽的高遷移率，VE可以在鋰薄膜/負極界面處實現更共形的接觸，并具有豐富的電子通道，因此，接觸界面上的局部電流密度降低，增強了電子通道的穩定性，有利于預鋰化動力學，結果，VE引導的預鋰化過程速度快，鋰利用率提高至91.0%。

圖2 電子通道對接觸預鋰化的影響

相比之下，在MR引導的預鋰化后，大量尺寸較大的死鋰積聚在負極界面上，導致大極化和電池退化。因此，當與NCM811正極搭配使用時，VE負極不僅增強了首效（ICE），還使軟包電池在600次循環后實現了95.8%的出色容量保持率。這些結果在一定程度上證實了VE工藝的可行性，這對進一步探索先進電池工作負極的實際接觸預鋰化具有重要意義。

圖3 不同預鋰化后的電化學性能

Unblocked Electron Channels Enable Efficient Contact Prelithiation for Lithium-Ion Batteries. Advanced Materials 2022. DOI: 10.1002/adma.202110337

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清華張強/閆崇AM：真空熱蒸發預鋰化技術實現91%鋰利用率！

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