中科院物理所索鎏敏团队：低膨胀无负极金属锂软包电池系列进展-从膨胀诊断到空间自适应缓冲

该文章由中科院物理所索鎏敏团队撰写，综述了无负极锂金属软包电池从膨胀诊断到空间自适应缓冲的系列进展。背景方面，无负极锂金属电池因省略负极活性材料，有望大幅提升能量密度，但面临电芯膨胀和容量快速衰减两大相互牵制的难题，锂沉积/剥离过程中形成的死锂和SEI导致不可逆膨胀，进而影响循环寿命。研究目的包括两个方面：第一项工作旨在建立“膨胀演化—锂可逆性—循环寿命”之间的原位半定量关联，通过引入原位膨胀监测技术和可逆膨胀比（Re-ratio）等量化指标，解析膨胀机制并优化机械约束与循环程序。第二项工作则针对高能量密度与低应力积累之间的权衡，设计空间自适应缓冲层（SAB）结构，建立以孔隙率、厚度和密度为核心的设计准则，引导锂在缓冲层内部均匀沉积，释放应力。结论表明，第一项工作在100mAh级软包电池中实现了150圈88%容量保持（450Wh/kg）和190圈80%容量保持（420Wh/kg）。第二项工作在安时级软包电池中实现了465Wh/kg和1330Wh/L的高能量密度，应力控制在2MPa以下，膨胀率仅3.6%，循环164圈后容量保持率77%。两项工作从原位诊断到结构调控，形成了完整的优化方案，为无负极锂金属电池的实用化提供了关键技术路径。