锂硅合金由于其高的离子/电子导电性而被认为是先进硅基固态电池的关键阳极材料。然而，锂硅合金中锂的高含量增加了电池充电过程中锂枝晶生长和软短路的风险。近日，厦门大学Wang Mingsheng、Chen Songyan、Huang Wei开发了一种结构合理、纯硅比例优化的全电化学活性Si/Li₂1Si₅复合阳极。

本文要点：

1) 作者利用微米硅氧化层中的缺陷，首先通过快速自发的Li-Si合金化反应合成了Li₂₁Si₅合金，然后通过冷压将其与硅颗粒混合。在这种复合阳极中，Li₂₁Si₅晶粒均匀分布在Si颗粒之间，并作为Si的软缓冲。由于Li₂₁Si₅晶粒和Si颗粒之间的自放电限制，Li₂₁Si₅合金保持锂饱和状态，并起到锂补充的作用。

2) 同时，它在阳极中构建了一个导电网络，可以促进锂离子的传输并诱导其在Si颗粒中的储存，从而避免枝晶的形成。因此，Si/Li₂₁Si₅-ASSB在25℃时可以实现97.8%的超高初始库仑效率，以及在17.9mAh cm⁻²的大面积容量下具有18.9%的低膨胀率。

参考文献：

Zhi Yong Zhang et.al All-electrochem-active silicon anode enabled by spontaneous Li-Si alloying for ultra-high performance solid-state batteries EES 2023

DOI: 10.1039/D3EE03877G

https://doi.org/10.1039/D3EE03877G