近日，天目湖先进储能技术研究院有限公司（简称TIES）和中科院物理所等机构的科研人员开发出一种全固态电池（ASSB）用新型阳极材料，可以抑制锂枝晶的生长，从而长期稳定电池循环。该成果以“用于高性能全固态锂离子电池的硬碳稳定的锂硅阳极”为题，发表在“自然能源”（nature energy）期刊上。

论文地址：DOI：10.1038/s41560-023-01279-8

ASSB中Si、LiSi和LiSH46阳极的机理示意图

全固态电池（ASSB）由于在安全性和功率密度方面都可以显着优于采用液体或聚合物电解质的电池，从而越来越多成为行业研究焦点。其中备受关注的材料组合是硫化物电解质和金属锂阳极，但由于枝晶的生长和界面化学反应，锂金属阳极会迅速失去其容量并停止正常工作。而硅阳极也存在巨大的体积膨胀问题。

本次研究种，科研人员合成了一种硬碳稳定的锂硅合金阳极，其中硅的烧结导致微米颗粒转变为致密的连续体。阳极中产生了由可塑性变形的富锂相（Li、Si和LiC）组成的3D离子电子导电网络，扩大了活性面积并缓解了应力集中，从而改善了电极动力学和机械稳定性。

论文中提到，研究人员通过含硅薄膜和锂箔之间的简单压力诱导反应制造了阳极——“通过硬碳稳定的Li-Si阳极，使用LiCoO₂或LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂阴极和Li₆PS₅Cl电解质的全电池实现了良好的倍率性能和循环稳定性。”通过实验，该材料体系在1C下实现5000次循环（5.86mAhcm^-2），不仅抑制了枝晶的生长并提高ASSB的电流密度，从而证明其实际应用潜力。

天目湖先进储能技术研究院有限公司（简称TIES）由江苏中关村科技产业园与中国科学院物理研究所联合创建，位于江苏常州溧阳。物理所陈立泉院士出任名誉院长，李泓研究员任院长。

TIES项目一期总投资5亿元，场地总面积约51000平米，其中实验室面积46000平米，办公面积5000平米。自2019年4月11日正式揭牌运营以来，TIES结合国家、地方政府、国内外大型企业的战略需求，以发展引领未来的具有实用化前景的先进储能技术为导向。参考世界范围内企业类型高端研究院的成功经验，TIES定位以创新和市场驱动发展，完成了业务的全面规划和布局。

编译整理 YUXI