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石墨負極上的鍍鋰是鋰離子電池（LIB）快速充電的主要障礙，此外還會造成嚴重的容量衰減和安全問題。

英國曼徹斯特大學Robert A.W. Dryfe等人采用原位電子順磁共振（EPR）電化學方法研究了石墨負極在充電過程中的混合鋰化/沉積行為。

EPR光譜質量因子、自旋密度和EPR光譜變化分別反映了石墨的導電性、鋰化程度和沉積過程。研究結果表明，鋰金屬沉積到石墨負極上不需要經典的“過度充電”（通常≤0 V相對于Li⁺/Li）：當掃描速率降低到0.04 mV s^-1時，Li沉積開始于約+0.04 V (vs. Li⁺/Li)。

圖1 含和不含VC添加劑的石墨負極鋰化/脫鋰過程中MnO參照樣品的相對強度

此外，循環過程中的EPR結果突出了碳酸亞乙烯酯 (VC) 添加劑對鋰沉積的抑制，這歸因于機械柔性和聚合物SEI層具有更高的離子電導率。最后，對于高倍率循環，作者建議將石墨負極的安全截止電位限制為+0.05 V，并通過長時間循環的EPR響應證實了這一點。

圖2 石墨負極的原位EPR表征

Resolution of Li deposition vs intercalation of graphite anodes in lithium ion batteries – an in situ electron paramagnetic resonance study. Angewandte Chemie International Edition 2021. DOI: 10.1002/anie.202106178

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Angew：EPR探究鋰離子電池石墨負極的鋰沉積與嵌入

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