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化学预锂化方法在高比能锂离子电池中的应用：

众（zhòng）所周知（zhī），高能量密度锂离子（zǐ）电（diàn）池体系的构建需要具有高容量和低电压（yā）的负极材料（如Si负极和Sn负极），但是这些（xiē）负极材料在锂化过程中都存在着巨大的体积膨胀。体积膨胀（zhàng）导致多（duō）余的锂离（lí）子消耗，造成对全电池不利的不可（kě）逆容量和较低的前几周库伦效率。近几年，艾新平教授的研究（jiū）团队新开发出了简（jiǎn）单的化学预锂化方法来（lái）对电化学循环前的正负极材料预（yù）补锂以补偿其首周SEI膜形成所消耗的Li来提高库伦效率[6]。对于不含Li的正极材（cái）料如硫化（huà）聚丙烯腈（S-PAN）来（lái）说,预（yù）锂化（huà）处理能够使其有机会与无锂负极匹（pǐ）配为全电池，而避免了使用金（jīn）属锂负极面临的枝晶生长等棘（jí）手的问题。

图4 化学预锂化（huà）的Li2S-Si全电池示意图（tú）

邦（bāng）力威18650锂电池的比能量在不同类型的电池上不一样

2019年，艾新平教授团队在ACS Energy Letters上报道了他们有关化学预锂化方法在高比能锂（lǐ）离子电池构建方面（miàn）的研究成果。他们利（lì）用萘锂溶液对S-PAN正极进行了全部预锂化使其成为Li2S-PAN正极，对Si负极进行了部分预锂化，并将这两（liǎng）种电极匹配构建了能量密度高达710Wh/kg的Li2S-Si全电池。这种高比（bǐ）能全电池工作过程中的Li+主要（yào）由完全预锂化的正极提供，Si负极部分（fèn）预锂化的结果是降低首周SEI膜形（xíng）成造（zào）成的容量损失。该Li2S-Si全电池的首周库伦（lún）效率高达93.45%，循环稳定（dìng）性和倍率性能也十分优异。萘锂溶液作为化学（xué）预（yù）锂化试剂的（de）优势在于（yú）其（qí）稳定性和温和型，与传（chuán）统的正丁基（jī）锂预锂化试剂相比，共轭芳环能（néng）够限度（dù）地稳定含锂自由基，其在空气条件下暴露也十分安全。而与工业上常用的锂粉补锂相（xiàng）比，液态的预（yù）锂化试剂更能够使（shǐ）电极材料内部预锂化程度均一。
VOCsVOCs(ads)H2OH2O(ads)光激发步骤TiO2粒子具有能带结构，由充满电子的低能价（jià）带(VB)、空的高能导带(CB)和之间的禁带组成，当受到能（néng）量超（chāo）过禁带宽（kuān）度的光线照射时，价带上的（de）电子被激发（fā）跃（yuè）迁至导（dǎo）带，并在价（jià）带上留下相应的空穴(h+)，被吸附剂基材高度分散的纳米TiO2可使光生电子和（hé）空穴很快从体内迁移至表面，进而参与下一步的反应。TiO2+hTiO2(h++e)VOCs的光催化氧化步骤一般认为[14-15]，光生（shēng）空穴(h+)是一种强氧（yǎng）化剂，能够将吸附在（zài）TiO2粒子表面的H2O和OH氧化为自（zì）由基(OH)，而（ér）光（guāng）致电子是一种强还原剂，能俘获TiO2表面的吸附氧生成（chéng）超氧阴离子自由（yóu）基(O2)，并进一步通过质子化作用后成为OH的另一个来源，同时也降低了光生电（diàn）子和空穴的（de）复合概率，提高了反应速率。