锂离子电池（LIBs）已从为便携式电子设备供电发展成为现代储能系统的核心，尤其在电动汽车和电网规模应用中占据重要地位，这得益于其高能量密度、成本效益及良好的循环性能。然而，安全与寿命相关的挑战依然存在，在广泛应用的 LiFePO₄/ 石墨电池中，容量衰减主要由石墨侧的降解驱动，其中固体电解质界面（SEI）过度生长和石墨结构劣化是两大关键因素，持续的电解质分解会导致 SEI 层增厚、界面电阻增大并阻碍离子传输，石墨基体的机械降解或结构完整性丧失则会造成活性物质不可逆损失（LAM），这些降解模式共同导致电池长期容量衰减。锂（Li）沉积作为一种关键且复杂的降解机制，与锂离子电池的突发性失效密切相关，当锂离子到达石墨表面的速率超过其嵌入体相结构的速率时，金属锂会沉积在负极表面而非正常储存在石墨层间，这一问题在快充或低温条件下尤为突出。
近日，厦门大学杨勇、金艳婷团队采用变温原位⁷Li 核磁共振（NMR）图谱技术，对 LiFePO₄/ 石墨全电池在长期循环至 30% 健康状态（SoH）过程中的锂沉积及死锂积累进行量化研究，同时考察了三种电解质体系（基础电解质：1 M LiPF₆溶于 EC/EMC（3:7）；BV 电解质：基础电解质 + 2 vol% 碳酸亚乙烯酯（VC）；BDF 电解质：基础电解质 + 2 wt% 二氟草酸硼酸锂（LiDFOB））在 25℃和 45℃下的表现。研究通过定制化原位 NMR 探头实现高灵敏度检测，可在约 1 分钟内完成单次图谱采集，基于不同锂成分（金属锂：260-270 ppm；嵌锂石墨：0-50 ppm；SEI / 电解质成分：0 ppm）的特征化学位移，精准追踪锂沉积起始荷电状态（SoC）、沉积量及死锂比例，并结合冷冻透射电子显微镜（cryo-TEM）、原子力显微镜（AFM）、飞行时间二次离子质谱（TOF-SIMS）等表征手段分析 SEI 的厚度、组成与力学性能，同时通过 ¹H NMR 和 ¹¹B NMR 监测 VC 与 LiDFOB 的消耗过程。结果揭示了锂沉积的三阶段演变规律，阐明了新沉积锂、死锂与库仑效率（CE）的协同演化关系，以及 SEI 化学组成对锂沉积可逆性的调控作用，发现 VC 通过形成富有机成分且柔韧性良好的 SEI，可在整个循环过程中抑制锂沉积与死锂生成，而 LiDFOB 虽能初期延缓锂沉积，但高温下会分解为 LiBF₄并引发突发性降解；此外，高温（45℃）可提升锂沉积可逆性以减少死锂积累，却会加剧 SEI 形成并缩短循环寿命。基于上述发现，本文还提出了通过添加剂选择与温度管理缓解锂沉积的相关建议。#文献阅读 #文献阅读 #石墨负极
近日，厦门大学杨勇、金艳婷团队采用变温原位⁷Li 核磁共振（NMR）图谱技术，对 LiFePO₄/ 石墨全电池在长期循环至 30% 健康状态（SoH）过程中的锂沉积及死锂积累进行量化研究，同时考察了三种电解质体系（基础电解质：1 M LiPF₆溶于 EC/EMC（3:7）；BV 电解质：基础电解质 + 2 vol% 碳酸亚乙烯酯（VC）；BDF 电解质：基础电解质 + 2 wt% 二氟草酸硼酸锂（LiDFOB））在 25℃和 45℃下的表现。研究通过定制化原位 NMR 探头实现高灵敏度检测，可在约 1 分钟内完成单次图谱采集，基于不同锂成分（金属锂：260-270 ppm；嵌锂石墨：0-50 ppm；SEI / 电解质成分：0 ppm）的特征化学位移，精准追踪锂沉积起始荷电状态（SoC）、沉积量及死锂比例，并结合冷冻透射电子显微镜（cryo-TEM）、原子力显微镜（AFM）、飞行时间二次离子质谱（TOF-SIMS）等表征手段分析 SEI 的厚度、组成与力学性能，同时通过 ¹H NMR 和 ¹¹B NMR 监测 VC 与 LiDFOB 的消耗过程。结果揭示了锂沉积的三阶段演变规律，阐明了新沉积锂、死锂与库仑效率（CE）的协同演化关系，以及 SEI 化学组成对锂沉积可逆性的调控作用，发现 VC 通过形成富有机成分且柔韧性良好的 SEI，可在整个循环过程中抑制锂沉积与死锂生成，而 LiDFOB 虽能初期延缓锂沉积，但高温下会分解为 LiBF₄并引发突发性降解；此外，高温（45℃）可提升锂沉积可逆性以减少死锂积累，却会加剧 SEI 形成并缩短循环寿命。基于上述发现，本文还提出了通过添加剂选择与温度管理缓解锂沉积的相关建议。#文献阅读 #文献阅读 #石墨负极
