Li⁺ Crosstalk-driven Calendar Aging in Si/C Composite Anodes

  为了满足对高能量密度的需求，硅/石墨（Si/C）复合阳极的锂离子电池（LIBs）市场份额逐步扩大。与普遍认为的低自放电相反，我们证明了含有15 wt% Si的硅碳电池在室温下储存24小时后仅保留了77.7%的容量。我们定量分析了Si添加对日历老化的影响，结合跨尺度表征和多维模拟，揭示了锂串扰在存储过程中的关键作用。Si引起严重的副反应，导致显著的锂损失和电位跃升。为了平衡活性颗粒间电位，石墨被迫将Li⁺转移到Si，导致额外的容量损失。理论计算表明，通过改变串扰路径可以抑制自放电，例如通过提高活性材料的锂扩散系数（D_Li+）。为了验证这种方法，合成了具有更高D_Li+的Si@C材料，并且含有15 wt% Si@C的改进电池在储存24小时后保留了93.0%的容量。这项工作揭示了锂串扰对日历老化的潜在影响，为研究其他复合电极系统的降解机制提供了新的视角和指导。

2025年1月