实现锂离子电池的极速充电（XFC，≤15 min）对于电动汽车的广泛应用至关重要。然而，XFC会导致电池急剧的容量衰减，这无疑限制了其实际应用。为了定量揭示不可逆锂电镀和其他降解机制对电池容量的影响，在局部和整体（整个电池）范围内揭示镀锂和电池降解之间的联系至关重要。

近日，美国SLAC国家加速器实验室Johanna Nelson Weker，Michael F. Toney报道了利用空间分辨X射线衍射研究了工业相关袋式电池经过数百次XFC循环（充电倍率从4 C到9 C）后局部锂镀的性质。

文章要点

1）研究人员揭示了在毫米尺度上负极上不可逆的锂镀、非活性的锂化石墨相和正极的局部荷电状态之间的空间相关性。在镀锂的区域，额外的锂以锂化石墨的形式被局部不可逆地捕获，导致锂库存（LLI）的损失和活性负极材料的局部损失。

2）电池中不可逆镀锂的总LLI与XFC循环后电池的容量损失呈线性关系，非零偏移量源自其他寄生副反应。最后，在整体(电池)范围内，LLI导致的是容量衰减，而不是电极退化。

这项工作中研究人员对锂镀和XFC过程中其他降解机理的理解将有助于为设计最大限度地减少不可逆锂镀的高倍率电池提供新的途径。

参考文献

Partha P. Paul, et al, Quantification of heterogeneous, irreversible lithium plating in extreme fast charging of Li-ion batteries, Energy Environ. Sci., 2021

DOI: 10.1039/D1EE01216A

https://doi.org/10.1039/D1EE01216A