Acta Chimica Sinica ›› 2026, Vol. 84 ›› Issue (10): 1664-1678.DOI: 10.6023/A26050153 Previous Articles Next Articles
Review
投稿日期:2026-05-09
发布日期:2026-08-07
作者简介:![]() |
王也, 中国石油大学(北京)材料科学与工程学院博士研究生, 已发表SCI论文15篇, 申请国家发明专利2项, 曾获得国家奖学金等荣誉, 研究方向为高性能硅基负极材料、单壁碳纳米管开发等, 并参与相关材料体系的中试开发工作, 熟悉从实验室基础研究到工程化放大的关键流程. |
![]() |
周俊杰, 男, 中国石油大学(北京) 材料科学与工程学院材料科学与工程专业本科生. 主要从事锂离子电池硅基负极材料、碳包覆与界面工程、锂离子电池粘结剂等方面的研究. |
![]() |
许崇,中国石油大学(北京)副教授,校青年拔尖人才. 从事锂电池电解液设计及电极材料设计研究, 主持国家自然科学基金、校青年拔尖人才项目等; 累计已发表论文50余篇, 其中以第一作者/通讯作者在Energy Environ. Sci.、ACS Nano、Nano Lett.、Energy Storage Mater. (3篇)、Small、Chem. Eng. J. (5篇)、J. of Colloid and Interf. Sci. (5篇)等期刊发表SCI论文30余篇; 授权专利4项, 申请专利10项. |
![]() |
李永峰, 教授, 博士生导师, 材料科学与工程学院院长. 首批海外高层次人才入选者, “国家优秀青年基金”获得者. 北京市昌平区政协委员, 中国颗粒学会第六、七届理事会理事, 中国复合材料学会矿物复合材料专业委员会副主任, 第七届石墨及石墨材料产业专业委员会理事等. |
基金资助:
Ye Wang, Junjie Zhou, Chong Xu*(
), Yongfeng Li*(
)
Received:2026-05-09
Published:2026-08-07
Contact:
*E-mail: chongxu@cup.edu.cn; yfli@cup.edu.cn
Supported by:Share
Ye Wang, Junjie Zhou, Chong Xu, Yongfeng Li. Research Progress, Key Challenges, and Future Perspectives of Prelithiation Technologies for Silicon-Based Anodes[J]. Acta Chimica Sinica, 2026, 84(10): 1664-1678.
| 类别 | 代表体系与稳定性 | 主要问题与改性策略 |
|---|---|---|
| 富锂过渡金属氧化物 | Li2NiO2、Li6CoO4; 空气/湿气稳定性较差 | 易释氧、开裂和界面副反应; 可采用LiTaO3包覆、元素调控和表面钝化[ |
| Li5FeO4及衍生物 | Li5FeO4、Mn掺杂LFO、LFO涂层; 稳定性中等 | 电子/离子传输与残余相影响界面; 可采用Mn掺杂、功能涂层和界面保护耦合[ |
| 碳酸盐型补锂剂 | Li2CO3、Co-Li2CO3; 空气稳定性较好 | 活化电位高、导电性差; 可通过富晶界纳米化、Co掺杂和晶格缺陷活化[ |
| 草酸盐型补锂剂 | Li2C2O4; 空气稳定性较好, 固体残余少 | 分解电位偏高、动力学迟缓; 可采用Co3O4量子点催化和CNT导电网络[ |
| 硫化物/硼酸盐体系 | Li2S-LiI、LBO; 体系差异大, LBO空气暴露8 d后仍保留约70%容量 | 关注离子输运、固态界面和壳层稳定; LiI复合或Li2CO3/无定形碳壳层可改善稳定性[ |
| 类别 | 代表体系与稳定性 | 主要问题与改性策略 |
|---|---|---|
| 富锂过渡金属氧化物 | Li2NiO2、Li6CoO4; 空气/湿气稳定性较差 | 易释氧、开裂和界面副反应; 可采用LiTaO3包覆、元素调控和表面钝化[ |
| Li5FeO4及衍生物 | Li5FeO4、Mn掺杂LFO、LFO涂层; 稳定性中等 | 电子/离子传输与残余相影响界面; 可采用Mn掺杂、功能涂层和界面保护耦合[ |
| 碳酸盐型补锂剂 | Li2CO3、Co-Li2CO3; 空气稳定性较好 | 活化电位高、导电性差; 可通过富晶界纳米化、Co掺杂和晶格缺陷活化[ |
| 草酸盐型补锂剂 | Li2C2O4; 空气稳定性较好, 固体残余少 | 分解电位偏高、动力学迟缓; 可采用Co3O4量子点催化和CNT导电网络[ |
| 硫化物/硼酸盐体系 | Li2S-LiI、LBO; 体系差异大, LBO空气暴露8 d后仍保留约70%容量 | 关注离子输运、固态界面和壳层稳定; LiI复合或Li2CO3/无定形碳壳层可改善稳定性[ |
| 预锂化方式 | 电极材料 | 量化性能 | 参考文献 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 容量 | ICE/% | 循环寿命 | 容量保持率/% | ||||
| 直接接触 | 超薄锂箔 | Si | — | 191.64% | 910 | 74.00% | [ |
| 外部短路 | SiO | 1369.3 mAh•g-1 | 94.9% | 100 | 74.3% | [ | |
| SEC复合层 | Si | — | 94.13% | 135 | 86.70% | [ | |
| 负极添加剂 | SLMP | Si | 1500~2500 mAh•g-1 | ≈100% | 50 | 93% | [ |
| LiH | SiO | 1203 mAh•g-1 | 90.5% | 300 | 38.5% | [ | |
| LESG | Si | 620 mAh•g-1 | 116% | 413 | ≈89% | [ | |
| 化学预锂化 | Li-DMBP/HFPN | SiO | 1064.1 mAh•g-1 | 99.57% | 350 | 90.67% | [ |
| Bp-Li/2-MeTHF | SiO | ≈800 mAh•g-1 | 91.0% | 500 | 92.2% | [ | |
| 反应器+NF3 | SiO | 1476 mAh•g-1 | 93.2% | 200 | 96.1% | [ | |
| 正极添加剂 | LiTaO3@Li2NiO2 | SiO | 194.4 mAh•g-1 | 78.2% | 200 | 84.5% | [ |
| Co-Li2O/CLO | SiO | 197.2 mAh•g-1 | 61.0% | 1000 | 92% | [ | |
| Li2S-LiI | Si | 194.0 mAh•g-1 | 72.1% | 100 | 87.4% | [ | |
| 其他 | Fe纳米团簇 | SiO | 1950.8 mAh•g-1 | 87.2% | 275 | 66.7% | [ |
| LixPAA粘结剂 | SiO | 141 mAh•g-1 | ≈70% | 100 | 77.3% | [ | |
| 激光集成 | Si | >1700 mAh•g-1 | >97% | 2000 | >98% | [ | |
| 预锂化方式 | 电极材料 | 量化性能 | 参考文献 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 容量 | ICE/% | 循环寿命 | 容量保持率/% | ||||
| 直接接触 | 超薄锂箔 | Si | — | 191.64% | 910 | 74.00% | [ |
| 外部短路 | SiO | 1369.3 mAh•g-1 | 94.9% | 100 | 74.3% | [ | |
| SEC复合层 | Si | — | 94.13% | 135 | 86.70% | [ | |
| 负极添加剂 | SLMP | Si | 1500~2500 mAh•g-1 | ≈100% | 50 | 93% | [ |
| LiH | SiO | 1203 mAh•g-1 | 90.5% | 300 | 38.5% | [ | |
| LESG | Si | 620 mAh•g-1 | 116% | 413 | ≈89% | [ | |
| 化学预锂化 | Li-DMBP/HFPN | SiO | 1064.1 mAh•g-1 | 99.57% | 350 | 90.67% | [ |
| Bp-Li/2-MeTHF | SiO | ≈800 mAh•g-1 | 91.0% | 500 | 92.2% | [ | |
| 反应器+NF3 | SiO | 1476 mAh•g-1 | 93.2% | 200 | 96.1% | [ | |
| 正极添加剂 | LiTaO3@Li2NiO2 | SiO | 194.4 mAh•g-1 | 78.2% | 200 | 84.5% | [ |
| Co-Li2O/CLO | SiO | 197.2 mAh•g-1 | 61.0% | 1000 | 92% | [ | |
| Li2S-LiI | Si | 194.0 mAh•g-1 | 72.1% | 100 | 87.4% | [ | |
| 其他 | Fe纳米团簇 | SiO | 1950.8 mAh•g-1 | 87.2% | 275 | 66.7% | [ |
| LixPAA粘结剂 | SiO | 141 mAh•g-1 | ≈70% | 100 | 77.3% | [ | |
| 激光集成 | Si | >1700 mAh•g-1 | >97% | 2000 | >98% | [ | |
| [1] |
|
| [2] |
|
| [3] |
|
| [4] |
|
| [5] |
|
| [6] |
|
| [7] |
|
| [8] |
|
| [9] |
|
| [10] |
|
| [11] |
|
| [12] |
|
|
(段续之, 陈国栋, 石良, 董杉木, 崔光磊, 化学学报, 2025, 83, 184.)
|
|
| [13] |
|
|
(孙赫, 谢伟超, 赵娣, 李语婷, 余煜之, 复合材料学报, 2026, 43, 2094.)
|
|
| [14] |
|
| [15] |
|
| [16] |
|
| [17] |
|
| [18] |
|
| [19] |
|
| [20] |
|
| [21] |
|
| [22] |
|
| [23] |
|
| [24] |
|
| [25] |
|
| [26] |
|
| [27] |
|
| [28] |
|
| [29] |
|
| [30] |
|
| [31] |
|
| [32] |
|
| [33] |
|
| [34] |
|
| [35] |
|
| [36] |
|
| [37] |
|
| [38] |
|
| [39] |
|
| [40] |
|
| [41] |
|
| [42] |
|
| [43] |
|
| [44] |
|
| [45] |
|
| [46] |
|
| [47] |
|
| [48] |
|
| [49] |
|
| [50] |
|
| [51] |
|
| [52] |
|
| [53] |
|
| [54] |
|
| [55] |
|
| [56] |
|
| [57] |
|
| [1] | Shishuo Liang, Shusen Kang, Dong Yang, Jianhua Hu. Interficial Engineering of Lithium Metal Anode for Sulfide Solid State Batteries [J]. Acta Chimica Sinica, 2022, 80(9): 1264-1268. |
| [2] | Cheng Wang, Chi Zhang, Qi Chen, Liwei Chen. Improving the Photomultiplication in Organic Photodetectors with Narrowband Response by Interfacial Engineering [J]. Acta Chimica Sinica, 2021, 79(8): 1030-1036. |
| [3] | Xue Qifan, Sun Chen, Hu Zhicheng, Huang Fei, Yip Hin-Lap, Cao Yong. Recent Advances in Perovskite Solar Cells: Morphology Control and Interfacial Engineering [J]. Acta Chimica Sinica, 2015, 73(3): 179-192. |
| Viewed | ||||||
|
Full text |
|
|||||
|
Abstract |
|
|||||