清华Nature Energy：创新！实现锂离子电池负极的连续预锂化！

预锂化可以提高锂离子电池（LIBs）的性能。迫切需要一种具有成本效益、高质量和高工业兼容性的预锂化策略。

图1 预锂化电极的制备和表征

清华大学伍晖、李晓雁等开发了一个辊对辊电沉积和转移印刷系统，以用于LIBs负极的连续预锂化。

具体而言，通过优化电沉积参数，首先在集流体上沉积了一定量的锂，然后通过辊对辊压延，预制备的负极可以完全转移印刷到电沉积的锂金属上。转移印刷过程中的界面分离和粘附分别与界面剪切力和压应力有关。通过这种方法，作者成功地制备了预锂化石墨和硅/碳（Si/C）复合负极。

图2 预锂化石墨和Si/C电极的电化学性能

结果，所得两种负极都表现出了更好的首效（ICE，分别为99.99%和99.05%）和稳定的循环性。此外，经过预处理的电极有效地提高了Li(NiCoMn)_1/3O₂ (NCM)和LiFePO₄（LFP）全电池的首效和能量密度。

通过有限元建模，这项工作进一步揭示了转移印刷过程的运动学细节和基本机制，在此基础上，作者设计了一个辊对辊电沉积和转移印刷（RET）系统，实现了从集流体到预锂化负极的连续生产过程，这与传统的辊对辊电池制造过程非常匹配。

图3 预锂化全电池的ICE和循环稳定性的改善

Roll-to-roll prelithiation of lithium-ion battery anodes by transfer printing. Nature Energy 2023. DOI: 10.1038/s41560-023-01272-1

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