含硅电极锂离子电池的容量提升机制
化学物理
2026-02-17 v1
摘要
含硅锂离子电池在使用寿命早期可表现出容量增益，这使得预测电池未来行为变得困难。我们即使在已知机制（如悬崖等化和过度电解液氧化）不太可能起重要作用的条件下，也观察到这些异常趋势。本文结合仿真和实验，分析了可产生锂离子电池容量增长的四种情况。其中三种路径与“破坏”过程有关，即通过改善质量和电荷传输，导致对活性电极区域的访问增加并降低电池电阻。第四种情况发生在高度预 lithiation 状态时，即在电池放电结束时，正极（PE）完全补充了 Li+。我们指出，这些机制的共同点是：底层转化改变了半循环结束时电极所经历的电位，从而增加了电池可用 Li+ 库存。本文提出了描述这些效应的定量框架，使这些观点可推广至其他电池系统。
关键词
引用
@article{arxiv.2602.13478,
title = {Capacity gain in Li-ion cells with silicon-containing electrodes},
author = {Marco-Tulio F. Rodrigues and Charles McDaniel and Stephen E. Trask and Daniel P. Abraham},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.13478},
year = {2026}
}