ACS Energy Letters：通过压力和电压控制提高无负极锂电池的循环性能

与大多数其他电池相比，无负极锂电池（AFLB）具有提供更高能量密度的巨大潜力。然而，无负极锂电池的性能对压力和其他工作参数非常敏感。

在此，美国西北太平洋国家实验室张继光、曹霞等人通过优化压力和电压来提升无负极锂电池的循环寿命。作者针对AFLB 早期研究中广泛使用的纽扣电池，对使用局部高浓度电解质的 AFLB 的工作电压范围和内部压力进行了优化。

通过优化循环方案，可以在初始循环中形成一层均匀的成核点薄层，有助于在 AFLB 的后续循环中顺利进行锂沉积/剥离。在优化的压力和均匀的压力分布下形成的固态电解质界面层在长期循环中表现出良好的稳定性。通过优化纽扣电池的内部压力，提高了AFLBs（Cu||NMC811）的循环性能，在 100 次循环中可保持 72% 的容量。

图1. 不同压力下的锂沉积形貌及库伦效率

总之，AFLB 电池中优化的压力和均匀的压力分布对于准确评估 AFLB 的电化学性能至关重要。在使用 CR2032 纽扣电池套件的 Cu||NMC811电池中，使用实用水平负载（4 mAh cm^-2）的正极材料和 LHCE，在2t的内部压力（2 mm 厚的间隔）下，薄膜状 SEI 层可在Cu 集流体上均匀形成。在优化压力下形成的 SEI 层即使在锂剥离后也表现出良好的机械稳定性。

在随后的循环过程中，这些层对沉积锂的均匀性和致密性有显著影响，从而减少了锂-电解质反应，实现了稳定的循环性能。因此，该工作对于生成稳定的钝化 SEI 层和延长 AFLB 的循环寿命至关重要。

图2. Cu||NMC811 纽扣电池的电池性能及循环后的电极形貌

Improving Cycling Performance of Anode-Free Lithium Batteries by Pressure and Voltage Control, ACS Energy Letters 2023 DOI: 10.1021/acsenergylett.3c01808

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ACS Energy Letters：通过压力和电压控制提高无负极锂电池的循环性能

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