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只会一点点

新虫 (小有名气)

[求助] 锂电全电池中硅基负极不会产生锂枝晶的机理是什么? 已有1人参与

硅基负极在全电池充放电过程中,负极会产生析锂现象:“锂枝晶是锂电池在充电过程中锂离子还原时形成的树枝状金属锂,但是锂在负极侧出现时锂的形态不一定是锂枝晶,统称为析锂。”
我曾问过自己的师姐,她说硅基负极只是析锂,在负极表面形成一层锂金属,和电解液反应也是有安全隐患的,但不会产生锂枝晶。其根本机理不太清楚,但将电池拆开后是这种现象。
求助各位大佬,有没有了解这种机制的原理是什么?莫非是硅基负极严重的体积膨胀效应导致未形成的锂枝晶无法成型?

@langzhizhou @a88592718 发自小木虫IOS客户端
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为嗳失落

金虫 (小有名气)

锂的沉积脱出电位是0V,析锂的条件是负极电势或者局部电势低于0V,只有在这种条件下,负极才会析锂。当充放电倍率过大,温度低就可能会出现这种情况。析出的金属锂并非没有电化学活性,部分可能会被电解液消耗,部分可能在循环中重新嵌入到正极恢复电化学活性。至于枝晶的问题,一定是析锂造成的,根据尖端生长效应,只要出现析锂,就会像树枝发芽一样持续生长。不管是石墨负极还是Si负极,出现析锂都可能会存在枝晶生长的现象,主要是石墨的工作电位低些,在0.1-0.2V左右,而Si的工作电位在0.4V左右,Si负极出现析锂的情况要比石墨负极弱些。

» 本帖已获得的红花(最新10朵)

2楼2024-02-18 10:14:10
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只会一点点

新虫 (小有名气)

送红花一朵
引用回帖:
2楼: Originally posted by 为嗳失落 at 2024-02-18 10:14:10
锂的沉积脱出电位是0V,析锂的条件是负极电势或者局部电势低于0V,只有在这种条件下,负极才会析锂。当充放电倍率过大,温度低就可能会出现这种情况。析出的金属锂并非没有电化学活性,部分可能会被电解液消耗,部分 ...

感谢回复!
3楼2024-02-27 14:23:36
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石门吴彦祖

新虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

楼上说的很对。过电位和电流密度息息相关。跟石墨相比,硅负极本身倍率性能不好且嵌锂电位更高,电流(过电位)达不到析锂的电位。
4楼2024-02-28 01:51:01
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