范修林/高涛EnSM前瞻: 减轻高能锂电池不可逆容量损失的策略

为了进一步提高锂离子电池（LIBs）的能量密度，研究人员提出了减轻容量损失（MCL）的策略并在近几年得到了蓬勃发展，这不仅可以有效补偿最初形成SEI的Li⁺消耗。充电过程中，还能有效抵消Li⁺在随后循环中的损失。

在此，浙江大学范修林研究员、美国犹他大学高涛教授等人对各种MCL策略进行了全面总结，特别关注化学和界面反应机制，同时针对其在LIBs及其他领域的应用前景分析和比较了每种方法（人工SEI、预锂化、电化学锂化、过度锂化、牺牲型添加剂、结构改性等）的优缺点。

此外，作者还讨论了Li-S、Li-O₂电池和锂离子电容器中的MCL方法，这可以作为MCL在新型高能电池化学中进步的参考。与其他主要关注预锂化的综述不同，这篇评论侧重于MCL的整体发展并侧重于其核心设计原则，主要分为三部分：（i）根据特定的Li⁺存储机制分析容量损失的原因；（ii）设计与电极兼容的MCL方法；（iii）评估提议的MCL方法的效果和普遍性。

图1. 基于负极和正极的MCL策略的进展和类别

最后，为帮助实现实用的高能 LIB，作者提供了对各种MCL策略有希望方向的展望：

（1）设计合适的电解液。电解液作为LIB中的“血液”在影响其电化学性能方面具有决定性作用，这与电极/电解液界面有关。合适的电解液可以建立良好的界面化学，从而实现LIB的高CE和长寿命。此外，电解液工程是与工业生产兼容的最有希望的策略。

（2）设计新的MCL策略。报道的MCL方法主要基于电极，尽管MCL效率很高，但与电池行业不兼容。设计新方法需要综合考虑成本、便利性和效率，锂硫电池、锂氧电池和锂离子电容器中MCL策略的探索应着重于各自的界面稳定性和电解液相容性，不能仅仅移植已应用于LIBs的方法。

图2. MCL策略对LIBs能量密度的影响

Mitigating irreversible capacity loss for higher-energy lithium batteries, Energy Storage Materials 2022. DOI: 10.1016/j.ensm.2022.03.004

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