AEM综述：无负极固态锂电池

北2北

2022-06-01

   无负极固态锂电池由于其超高的能量密度、更高的安全性和更长的日历寿命而在下一代储能系统，尤其是移动储能体系中具有广阔的应用前景。然而，由于锂库存不足、锂的沉积和剥离效率低下，无负极固态锂电池的容量衰减很快。近日，清华大学Chenzi Zhao和张强等根据目前对无负极固态锂电池的理解，逐步阐述了影响容量退化的关键问题并该领域发展进行了总结展望。

文章要点

1）作者首先对影响无负极固态锂电池循环性能的关键科学问题进行了逐步剖析并分析了现有的一些解决方案。作者认为无负极固态锂电池容量衰减的几个重要因素包括金属锂本征的高还原性、无限的体积膨胀、不均匀的离子流分布以及这些因素之间的内在相互影响。

2）由于无负极锂金属电池中锂的库存扮演着十分重要的角色，因此改善循环稳定性主要就是降低不可逆的锂损失来降低库伦效率。一方面可以进行固态电解质的设计来形成稳定的界面，另一方面可以对电解质-电极界面进行修饰提高金属锂沉积-剥离的可逆性。此外还可以对集流体进行调控。

3）文章最后对无负极固态锂电池的发展方向进行了展望。第一需要捕捉关键科学问题并理解相关额失效机制；第二要优化能原材料相关制造工艺；第三要开发先进打的表征技术来探测电极-电解质界面；第四要借助人工智能来辅助电池设计；第五要关注无负极固态锂电池的安全问题；第六需要扩大市场需求。

参考文献

Wenze Huang et al, Anode-Free Solid-State Lithium Batteries: A Review, Advanced Energy Materials, 2022

DOI: 10.1002/aenm.202201044

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202201044