Progrès récents sur l'anode pour les batteries au lithium entièrement solides à base de sulfure - Autres anodes

Suite de l'article précédent

Progrès récents sur anode pour batteries au lithium tout solide à base de sulfure

ââ Partie 2 autre anodes

Auteur : JIA Linan, DU Yibo, GUO Bangjun, ZHANG Xi

1. École de génie mécanique, Université Jiao Tong de Shanghai, Shanghai 200241, Chine

2. Shanghai Yili nouvelle technologie énergétique cie., LTD. , Shanghai 201306, Chine

Anode en alliage de lithium

En raison de réactions secondaires interfaciales sévères, Le lithium pur est difficile à utiliser directement dans les électrolytes solides sulfurés à court terme, les matériaux en alliage de lithium constituent donc une option plus attrayante. Par rapport aux anodes métalliques au lithium, les anodes en alliage de lithium peuvent améliorer mouillabilité de l'interface, inhibe l'apparition de réactions secondaires d'interface, améliorer la stabilité chimique et mécanique de l'électrolyte solide Interface et éviter les courts-circuits causés par la croissance des dendrites de lithium. À en même temps, par rapport aux batteries lithium-ion liquide, les anodes en alliage peuvent présentent une densité énergétique plus élevée et une meilleure stabilité dans les batteries entièrement solides. Cependant, les électrodes négatives en alliage subiront un volume et une structure plus importants. changements pendant la charge et la décharge (comme l'alliage Li-Si, l'alliage Li-Sn, etc.), des recherches supplémentaires sont donc nécessaires sur le développement et l'application de l'alliage matériels. Parmi les divers alliages de lithium, l'alliage Li-In est populaire au niveau à l'échelle du laboratoire en raison de sa meilleure ductilité mécanique et de son redox constant potentiel (0,62 V vs Li+/Li) sur une large plage stoechiométrique. Les alliages Li-In sont généralement considérés comme des matériaux thermodynamiquement et cinétiquement stables pour les électrolytes sulfurés. Il est largement utilisé dans les laboratoires pour tester le performances des électrolytes ou des matériaux cathodiques, tout en montrant un bon cycle stabilité dans des conditions de faible courant et de faible charge. Cependant, le rédox Le potentiel et le poids moléculaire de l'alliage Li-In sont élevés, ce qui réduit considérablement l'avantage de la densité énergétique des batteries lithium-ion entièrement solides. En général, les études estiment qu'il n'y a pas de croissance de dendrites de lithium dans Alliages Li-In. Cependant, Luo et al. effectué des tests de charge et de décharge sur Batterie tout solide Li-In|LPSCl|LNO@NCM622 sous haute densité de courant (3,8 mA·cm-2) et charge élevée (4 mA·h·cm-2). La batterie s'est avérée avoir un court-circuit circuit après environ 900 cycles. La batterie a maintenu un cycle stable capacité et efficacité coulombienne de près de 100% pendant les cycles de charge-décharge à 890 cycles, mais la capacité a commencé à diminuer rapidement après 891 cycles, tombant à près de 0 au 897ème cycle. La tension de charge et de décharge appropriée courbe de la batterie du 891ème au 897ème cycle, au cours duquel la charge la capacité augmente progressivement, tandis que la capacité de décharge correspondante diminue. Au 897ème cycle, la batterie continue de se charger et la capacité continue d'augmenter, accompagné d'un taux d'augmentation de tension plus faible, ce qui indique l'apparition d'un court-circuit interne et d'une panne de batterie. Le Le mécanisme de croissance des dendrites Li-In a été révélé par SEM, XPS et autres caractérisations et simulation AIMD. Indique que sous un courant élevé et conditions de charge élevée. L'entrée métallique est thermodynamiquement et cinétiquement instable aux électrolytes sulfurés. Les changements de volume et de légères réactions interfaciales induisent la croissance des dendrites Li-In, conduisant finalement à une panne de batterie pendant cycles longs. Différent de la croissance verticale des dendrites de lithium, la le mode de croissance des dendrites Li-In est une croissance latérale le long des pores et du grain frontières. Le taux de croissance est lent et cause peu de dommages au sulfure structure électrolytique (Figure 6). Par conséquent, la croissance des dendrites Li-In peut être supprimé en améliorant la stabilité électrochimique du métal électrode/électrolyte solide et réduisant la porosité de l'électrolyte.

Fig.6 Avant et après l'évolution de l'interface de cyclisme pour Cellule Li-In|LPSCl|LNO@NCM622

Al présente les avantages d'une ductilité élevée, des réserves élevées et une conductivité électronique élevée. Il a une haute valeur théorique Capacité spécifique (990 mA·h·g-1) et un faible taux d'expansion de volume (96%) parmi matériaux en alliage de lithium. C'est l'un des systèmes à semi-conducteurs les plus prometteurs. matériaux d'anode de batterie au lithium. Comme le montre la figure 7 (a), Pan et al. préparé un Électrode négative en alliage Li-Al sans liant ni agent conducteur (Li0.8Al, capacité spécifique 793 mA·h·g-1, 0,35 V vs Li+/Li). A une bonne compatibilité avec Électrolyte LGPS. Cela est dû au fait que le potentiel de travail du L'anode en alliage Li-Al préparée se situe dans la stabilité électrochimique réelle fenêtre du LGPS [Fig. 7(b)]. Empêcher la réduction de l'électrolyte et décomposée, la batterie entièrement solide assemblée a montré une excellente réversibilité, avec un taux de rétention de capacité pouvant atteindre 93,29% en 200 cycles. Dans des conditions de rapport N/P de 1,25, la densité énergétique de la batterie atteint 541 W·h·kg-1, prouvant que l'alliage Li-Al a d'excellentes perspectives d'application.

Fig.7 Schémas de l'anode en alliage Li-Al dans les ASSLB

Sakuma et coll. étudié l'appariement de Li-Sn alliage, alliage Li-Si et électrolyte Li4-x Ge1-x P x S4, et observé plus petit Résistance d'interface et potentiel redox plus élevé. Hashimoto et coll. utilisé broyage à billes à haute énergie pour préparer une série de Li4.4Ge x Si1-x (x=0~1.0). Parmi eux, Li4.4Ge0.67Si0.33 présente la plus grande capacité spécifique (190 mA·h·g-1) et présente une bonne réversibilité de charge et de décharge. Parc et coll. utilisé broyage mécanique à billes pour mélanger et broyer la poudre de lithium et la poudre de silicium pour obtenir préparer l'alliage Li4.4Si, l'électrode positive Li4Ti5O12 et le Li2S-P2S5 électrolyte pour assembler une batterie au lithium entièrement solide. L'étude a révélé que les performances de la batterie ont été considérablement améliorées après le secondaire broyage à boulets de l'alliage Li-Si, c'est-à-dire la réduction de la taille des particules de l'alliage lithium-Si était propice au dépôt et au décapage uniformes de lithium pendant le processus de charge et de décharge.

Les films en alliage de lithium peuvent également être utilisés comme des moyens pour stabiliser l'interface de l'électrode négative. Choi et coll. utilisé un simple méthode de laminage pour combiner Ag d'une épaisseur de 10 μm et Li d'une épaisseur de 150 μm, puis une pression externe appliquée pour obtenir un film d’alliage Li-Ag. La teneur élevée en Ag forme facilement une interface stable avec le sulfure électrolyte et inhibe la croissance des dendrites de lithium. De plus, le la petite quantité restante d'Ag qui ne forme pas l'alliage Li-Ag participe à la réaction en solution solide avec Li, qui atténue la croissance inégale de lithium. La batterie entièrement solide assemblée a montré une rétention de capacité de 94,3 % sur 140 cycles, et pourrait également cycler de manière stable à un taux élevé de 12 C. Les recherches de Kato et al. constaté que l'insertion d'un film Au sur le Li/Li3PS4 L'interface électrolytique peut empêcher la formation de vides après le lithium initial dissolution et augmentation des sites de dépôt de Li, ce qui contribue à améliorer la réversibilité de la batterie. De plus, la dissolution du film Au en le lithium métallique peut être une raison pour améliorer les performances électrochimiques de l’interface de l’électrode négative. Cellules symétriques Li avec un film Au inséré à l'interface Li/Li3PS4 peut fonctionner de manière stable à haute densité de courant (1,3 mA·cm-2) et capacité de grande surface (6,5 mA·h·cm-2) sans court-circuit. La batterie à semi-conducteurs Li/Au/Li3PS4/LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2 assemblée est dotée d'un durée de vie de plus de 200 fois à une densité de courant élevée de 2,4 mA·cm-2.

Anode en silicium

Si est considéré comme l'un des plus matériaux d'anode prometteurs en raison de leur capacité spécifique théorique ultra élevée (4200 mA·h·g-1), réserves élevées, faible coût, respect de l'environnement, non-toxicité, et faible potentiel de fonctionnement de 0,4 V. Recherche sur l'application des anodes Si dans les batteries lithium-ion liquide sont développées depuis plus de trente ans et est toujours très populaire. Récemment, sous forme de lithium entièrement solide les batteries sont entrées dans le domaine de la recherche énergétique, les travaux ont commencé pour convertir la technologie silicium bien développée des systèmes de batteries lithium-ion liquide aux systèmes de batteries entièrement solides. Cependant, comparé aux recherches sur développer des anodes en silicium de grande capacité pour les batteries lithium-ion liquide, bien qu'il existe peu de rapports sur l'application d'anodes en silicium basées sur batteries tout solide au sulfure, les résultats démontrés sont encore assez important. Cependant, l'anode en Si a une faible conductivité électronique (1,56 × 10-3 S·m-1), faible coefficient de diffusion des ions lithium (10-14ï½10-13 cm2 · S-1), et expansion de grand volume (Li4. 4Si est d'environ 360%) et autres inconvénients, ce qui limite son champ d’application. La raison pour laquelle le Si La défaillance de l'électrode négative dans la batterie est généralement due au volume important expansion du Si pendant le processus de lithiation/délithiation, ce qui provoque poudrage, fissuration et stress énorme, et produit une série de graves conséquences destructrices. Par exemple : (1) Détérioration de la structure intégrité de l’électrode due à des écrasements répétés lors de la décharge/charge. (2) Déconnexion entre l'électrode et le collecteur de courant causée par stress interfacial. (3) Les ions lithium sont consommés en continu pendant le processus continu de formation-destruction-réformation de la couche SEI.

Actuellement, les méthodes couramment utilisées pour l'optimisation des anodes en silicium pour les batteries au lithium entièrement solides inclut la taille contrôle (nano-silicium), conception structurelle, anodes à couches minces, alliage, pression Application, anodes composites avec des liants/matériaux conducteurs avancés (tels que comme les anodes Si-C), etc. Sakabe et al. utilisé la pulvérisation magnétron pour préparer anodes en silicium amorphe non poreuses et poreuses, et les a combinées avec Électrolyte 80Li2S · 20P2S5 pour effectuer des tests de capacité de cycle. Après 100 cycles, le film de silicium amorphe non poreux de 3,00 µm d'épaisseur ne présentait qu'environ 47 % capacité par rapport au 10ème cycle. Le film de silicium amorphe poreux de 4,73 µm présente une capacité de lithiation pouvant atteindre 3000 mA·h·g-1. Après 100 cycles, le le taux de rétention des capacités par rapport au 10ème cycle dépasse 93%. Cela montre que la structure poreuse peut améliorer efficacement la stabilité du cycle du batterie. Okuno et coll. appliqué l'anode composite de silicium poreux à un batterie entièrement solide avec électrolyte Li3PS4 et a montré une rétention de capacité élevée taux de plus de 90% en 100 cycles. C'est parce que les pores du silicium les particules résolvent les énormes changements de volume lors de la lithiation et de la délithiation, améliorant la stabilité du cycle. En revanche, la stabilité du cycle des produits commerciaux Les anodes en silicium non poreuses sont médiocres et le taux de rétention de capacité en 100 cycles n'est que de 20 %, voire moins. Poetke et coll. a rapporté que le silicium-carbone des nanomatériaux composites vides ont été utilisés comme électrodes négatives pour batteries lithium-ion entièrement solides et ont été appliquées avec succès à Piles pleines Si-C|Li6PS5Cl|NCM. Le composite Si-C nanostructuré utilisé dans le une étude révèle un écart entre les nanoparticules de silicium (SiNP) et un carbone externe coquille. La coque en carbone peut compenser efficacement les changements de volume de silicium, améliorant les performances électrochimiques par rapport aux SiNP nus.

Ces dernières années, la communauté universitaire a réalisé à plusieurs reprises des percées dans la recherche d'anodes en silicium pur. Dans 2020, Cangaz et al. signalé une anode en silicium en forme de colonne préparée par un laboratoire PVD procédé, et combiné avec un électrolyte Li6PS5Cl et un LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2 cathode pour préparer une batterie entièrement solide avec une capacité spécifique élevée (210 mA·h·g-1). L'anode en silicium en forme de colonne a subi un cycle stable pendant plus de 100 fois sous une charge élevée de 3,5 mA·h·cm-2, avec un rendement coulombien comme élevé jusqu'à 99,7 % ~ 99,9 %. Au cours du cycle, la structure colonnaire de silicium présente un effet respiratoire unidimensionnel similaire à l'anode de lithium à la verticale direction. Cette respiration unidimensionnelle peut être compensée par l'intrinsèque porosité de la structure colonnaire de silicium et pression externe de l'empilement, formant un SEI bidimensionnel stable. Dans le même temps, la pression de la cheminée (20 MPa) supprime également le délaminage du silicium en colonne et le courant collectionneur. Comparée aux anodes métalliques au lithium, cette anode en silicium en forme de colonne élimine le risque de dendrites de lithium, de courts-circuits et de perte morte de lithium. En 2021, Tan et al. a rapporté une pureté commerciale de 99,9,9 % (en masse) de qualité micronique anode en silicium Si (μ-Si). La zone de contact d'interface entre le négatif L'électrode et l'électrolyte Li6PS5Cl sont un plan bidimensionnel, même si L'expansion du volume se produit pendant la charge et la décharge. Cependant, le le plan bidimensionnel est toujours conservé et aucune nouvelle interface n'est formée. Le L'alliage Li-Si formé par l'électrode négative μ-Si lithié possède un produit chimique unique et propriétés mécaniques, ce qui augmente la zone de contact entre le l'électrode négative et l'électrolyte [Figure 8(a)]. Le tout solide La batterie au lithium assemblée par μ-Si, l'électrolyte Li6PS5Cl et NCM811 peut fonctionner de manière stable dans une densité de courant de surface élevée (5 mA·cm-2) et une large température plage (-20 ~ 80 â). Il a un taux de rétention de capacité de 80 % après 500 stables cycles et une efficacité coulombienne moyenne de 99,95 % [Figure 8(b)], ce qui est les meilleures performances des batteries micro-silicium entièrement solides rapportées ainsi loin. Il convient de mentionner que l'anode μ-Si subit une densité de courant élevée cyclisme sans matériaux de carbone conducteurs, supprimant efficacement le décomposition de l'électrolyte sulfuré. Il fournit de nouvelles idées pour les adversaires effets du carbone dans les électrodes composites Si-C dans la pensée conventionnelle. Dans 2022, Cao et coll. préparé une électrode négative composite composée de Particules de nano-silicium (nm-Si), carbone conducteur et boule traversante Li6PS5Cl fraisage. L'électrode négative composite a une bonne électronique et ionique Conductivité à l'intérieur, ce qui peut réduire efficacement la densité de courant locale et inhibe la génération de dendrites de lithium à la surface du négatif électrode. Il est combiné avec un matériau cathodique monocristallin NMC811 recouvert par une méthode sol-gel. En utilisant un film Li6PS5Cl d'une épaisseur de 47 μm comme électrolyte, une batterie au lithium entièrement solide avec une densité énergétique allant jusqu'à 285 W·h·kg-1 ont été obtenus. La batterie pleine a atteint une capacité élevée de 145 mA·h·g-1 à C/3 pour 1000 cycles stables. L'anode en silicium composite montre le perspective de fabrication à grande échelle, réduit considérablement les coûts et fournit une orientation pour la commercialisation des batteries au lithium entièrement solides. Différent du concept de conception d'électrode négative de Tan, ce négatif composite L'électrode ajoute non seulement de l'électrolyte mais ajoute également un agent conducteur de carbone. Le La raison est que par rapport au μ-Si, le nm-Si a une surface plus élevée, il y a plus de limites dans l'anode en silicium, et il y a généralement une couche de SiO sur la surface du nm-Si. La conductivité électrique est donc généralement de 3 ordres de grandeur inférieurs à celui du μ-Si, ce qui entrave la conduction électronique pendant la charge et la décharge. Les expériences montrent que pendant le processus de en retirant le lithium de cette anode nm-Si, l'électrolyte ne se décompose que légèrement et aucune dendrite de lithium n’est produite. Basé sur le système ci-dessus, Cao et coll. a proposé une architecture de batterie avec une conception de pile bipolaire. Le célibataire les cellules sont connectées en série via un collecteur de courant pour réduire l'utilisation de matériaux inactifs, obtenant ainsi une densité énergétique plus élevée. Plus précisément, une batterie au lithium entièrement solide empilée à double couche en matériau stable à l'interface les monocristaux LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2, Li6PS5Cl et nm-Si servent de positif Électrode, électrolyte et électrode négative respectivement, fournissant une haute tension de 8,2 V. La densité énergétique au niveau de la batterie est de 204 W·h·kg-1, ce qui est supérieur aux 189 W·h·kg-1 d'une seule batterie. Cette conception empilée bipolaire a une bonne signification de référence pour l'ensemble du domaine des batteries entièrement solides.

Fig.8 Caractérisation interfaciale et cyclage performances entre l'anode µ-Si et Li6PS5Cl dans les ASSLB

Le tableau 1 résume les solutions aux problèmes interface électrolyte solide sulfuré/anode et les avantages correspondants et inconvénients.

Tableau 1 Aborder les stratégies de problèmes d'interface entre anodes et électrolytes solides à base de sulfures

Autres anodes

Électrode négative en carbone argenté

Lee et coll. a signalé un état entièrement solide conception de batterie utilisant une couche intermédiaire argent-carbone (Ag/C) [Figure 9(a)]. Ce la conception de la couche intermédiaire régule efficacement le processus de dépôt de lithium, et des phénomènes de dépôt et de stripping du lithium hautement réversibles sont observés entre la couche Ag/C et le collecteur de courant. Parmi eux, C est utilisé pour séparer l'électrolyte Li6PS5Cl du lithium métallique déposé, ce qui évite non seulement la réduction de l'électrolyte mais empêche également la génération de dendrites de lithium. L'Ag peut réduire l'énergie de nucléation de lithium métallique pour former un alliage Ag-Li. Une partie de l'Ag se déplace vers la surface de le collecteur de courant pour former une solution solide avec du lithium métallique, favorisant dépôt uniforme de lithium. Après la décharge, la couche de lithium métallique est complètement dissous, tandis que Ag reste entre le collecteur de courant et le Couche Ag-C. Cette conception peut s'adapter au changement de volume du lithium métallique pendant le cyclage, réduire la densité de courant locale de l'anode au lithium, et améliorer la stabilité du cycle. Comme le montre la figure 9(b), la batterie de poche assemblée (0,6 A·h) présente une densité énergétique élevée (supérieure à 900 W·h·L-1) à 60°C. Efficacité coulombienne stable supérieure à 99,8 %. Longue durée de vie (1000 cycles). Il fournit de nouvelles idées pour l’application commerciale du lithium entièrement solide piles.

Fig.9 Structure et performances de cyclage pour les produits à base de sulfure Les ASSLB utilisaient une anode Ag-C

Graphite

Parmi divers matériaux d'anode intercalés pour les batteries lithium-ion, le graphite est celui qui connaît le plus de succès commercial matériau en raison de son faible coût, de ses grandes réserves et de sa longue durée de vie. Cependant, dans Dans le domaine des batteries entièrement solides, le graphite n'est pas devenu le centre d'intérêt sélection du matériau de l'électrode négative en raison de sa capacité théorique limitée. Dans les premiers rapports, le graphite était souvent utilisé comme matériau d'anode pour les nouveaux électrolytes solides sulfurés synthétisés. Les recherches ultérieures se sont concentrées sur mécanisme de travail de base du graphite dans les ASSLB de sulfure pour optimiser la conception et fabrication d'électrodes. Le graphite est souvent utilisé comme cadre pour matériaux d'anode à haute énergie dans des recherches récentes, assurant l'intégrité structurelle et la conductivité électrique. Cependant, d'autres électrodes négatives actuelles telles que le lithium et le silicium ont encore des problèmes tels qu'un coût élevé, un volume important taux d'expansion et cycle instable. Par conséquent, le graphite, en tant que matériau à faible le coût, les réserves importantes, le degré élevé de commercialisation et la stabilité élevée, peuvent jouer un rôle important dans le développement des processus de batteries entièrement solides dans les premiers stades. Il est nécessaire d'optimiser en permanence les ressources disponibles capacité du graphite.

Prétraitement du collecteur de courant

Assemblage de batteries lithium-ion sans anode le collecteur de courant directement avec la batterie sans ajouter d'excès de lithium, où le lithium métallique est formé par la réduction des ions lithium sur le collecteur de courant du placage cathodique entièrement lithié au cours de la première cycle de charge. Ce concept a été largement étudié dans le domaine de batteries lithium-ion, et certaines équipes ont étendu cette conception à piles au lithium entièrement solides. Gu et coll. gravé la surface de l'acier inoxydable collecteur de courant en acier (SSCC) à des degrés divers, l'a associé à Électrolyte solide Li5.5PS4.5Cl1.5 et cycle électrostatique effectué à l'aide d'un configuration de batterie asymétrique (feuille de lithium | feuille d'acier inoxydable). Les résultats expérimentaux montrent que différentes rugosités SSCC ont un impact plus important sur les performances de la batterie. Batteries entièrement solides assemblées avec des SSCC avec un Une rugosité de 180 nm a de meilleures performances de cycle électrochimique que batteries avec une rugosité de seulement 20 nm. Cela est dû à la surface rugueuse augmenter les points de contact entre l'électrolyte et le courant collecteur, fournissant plusieurs points de réaction et permettant un dépôt uniforme de lithium sur l'interface. Cependant, lorsque la rugosité de la surface dépasse 500 nm, la surface très rugueuse fait que les ions lithium atteignent à peine le points de contact limités au fond gravé du collecteur de courant. Ce réduit la précipitation du lithium et présente de moins bonnes performances. Ce Le phénomène ne se produit pas dans les batteries liquides. Cela montre que l'interaction entre l'électrolyte solide et le collecteur de courant est significativement différent de celui de l’électrolyte liquide. Il faut aller plus loin explorer le mécanisme de travail de base et les caractéristiques avant le courant la conception du collecteur de la batterie tout solide sans électrode négative peut être effectué.

Résumé et perspectives

Avec l'émergence du LGPS à haute teneur ionique conductivité, la recherche sur les batteries lithium-ion à l'état solide au sulfure a fortement augmenté. Parmi eux, la sélection des matériaux d'anode et le La résolution des problèmes d'interface est devenue l'un des axes de recherche. Beaucoup les chercheurs ont résumé de manière exhaustive les progrès de la recherche sur le lithium interface anode/électrolyte sulfure. Cet article propose une analyse systématique aperçu des principaux matériaux d'anode pour le lithium entièrement solide batteries à base d'électrolytes sulfurés, tels que le lithium métallique, le lithium alliages et anodes en silicium. Le problème d'interface entre l'anode au lithium et un électrolyte sulfuré a été proposé, et des stratégies communes pour améliorer la les propriétés de l’interface ont été résumées. À l'heure actuelle, le lithium-ion entièrement solide les batteries sont encore loin d'une application commerciale et manquent de base complète recherche théorique et soutien technique. Par conséquent, les problèmes suivants doivent encore être pris en compte dans les recherches futures.

(1) Les anodes en alliage de lithium ont un excellent Capacité de stockage au lithium et performances plus stables, et ont montré de grandes Potentiel pour résoudre la croissance des dendrites d'anode au lithium et les courts-circuits, réalisant Batteries au lithium entièrement solides à haute densité énergétique et stables à long terme. Dans le domaine des batteries entièrement solides, en raison des caractéristiques de contact de l'interface solide-solide, le problème de la génération répétée de SEI causée par le la réaction des matériaux en alliage et des électrolytes liquides peut être résolue. Pour mieux appliquer les anodes en alliage, des travaux de base et appliqués doivent être effectués pour accroître la compréhension de la chimie, de l'électrochimie, de la mécanique propriétés et mécanisme de fonctionnement des anodes en alliage dans les batteries à semi-conducteurs, donc afin de répondre à la demande de transistors à semi-conducteurs stables à long terme et de grande capacité piles. .

(2) Les anodes en silicium peuvent maximiser l'énergie densité des batteries lithium-ion entièrement solides. Cependant, comme le silicium a Faible conductivité électronique, les agents conducteurs de carbone couramment utilisés accélérer la décomposition des électrolytes sulfurés. Comment réguler le paramètres de composition de l'anode en silicium afin qu'elle n'affecte pas la chemin conducteur de l'électrode et ne provoque pas la décomposition du sulfure L'électrolyte est un défi majeur auquel est confronté le processus de préparation des anodes en silicium. C’est aussi un obstacle technique à l’industrialisation à grande échelle du silicium. anodes dans les batteries à semi-conducteurs au sulfure.

(3) Les problèmes des petites réserves et des réserves élevées le prix du lithium métallique doit également être pris en compte en réalité applications commerciales. Bien que l'anode en lithium métallique soit bénéfique pour le processus de placage au lithium, ce n'est pas un composant nécessaire pour obtenir placage au lithium par réaction électrochimique. Les conditions d’utilisation du lithium métal sont extrêmement dures, et la production massive de batteries au lithium apportera d'énormes risques pour la sécurité. Par conséquent, afin de réduire les coûts, d'améliorer la sécurité et parvenir à la commercialisation ultime, le développement du lithium entièrement solide les batteries sans anodes au lithium sont une direction de recherche. Par exemple, le la recherche sur l’électrode composite Ag-C fournit une bonne idée pour les prochains travaux. Dans en outre, le mécanisme de fonctionnement de base et les caractéristiques des collecteurs de courant des recherches supplémentaires sont également nécessaires pour prétraiter les collecteurs de courant de manière ciblée. pour obtenir des batteries tout solide performantes sans négatif électrodes.

Le développement de l’électrode négative Les matériaux dans le domaine des batteries entièrement solides ont encore un long chemin à parcourir. Avec l'approfondissement de la recherche, les batteries entièrement solides basées sur la haute énergie les électrodes négatives montreront certainement leurs avantages uniques sur le terrain de piles secondaires.