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可充鋰離子電池（LIBs）在當今社會無處不在，在消費電子和電動汽車中發揮著重要作用。因此，提高鋰離子電池的能量密度正成為一項具有重大意義的關鍵研究挑戰。鋰金屬是一種高容量的負極，但它存在著不均勻的鋰沉積、”死”鋰的形成、枝晶的生長等問題，這會導致嚴重的容量衰減。

圖1 HvSE的示意

同濟大學羅巍等提出了一種使鈷酸鋰基鋰金屬電池(Li||LCO)電化學性能得到巨大改善的策略，并進行了實驗證明。具體而言，這項工作通過簡單地將充電截止電壓（CCV）從4.1V調整到4.6V，展示了一種高電壓刺激效應（HvSE），在更高的CCV下，更多的Li⁺會從LCO沉積到負極上，使得Li的沉積更加均勻和密集，這可以大大減少Li電極的表面積，并將SEI的形成降到最低，由此獲得了均勻、密集和無裂紋的鋰沉積。

圖2 扣式電池研究

因此，所得LCO電池的能量密度高達891 Wh kg_LCO^-1，并且217 mAh g^-1的高容量可以保持69次以上。相比之下，充電截止電壓較低的4.1V的LCO電池只能提供較低的能量密度（458 Wh kg_LCO^-1）和比容量（117 mAh g^-1），并且在35次循環后就會出現”容量跳水”。此外，這種HvSE也適用于運行軟包電池，其在較高的充電截止電壓下，產生了大于20%的容量和循環性能的改善。

圖3 軟包電池研究

High-Voltage Stimulation Effect on Lithium Deposition for 4.6 V-Class Lithium Metal Batteries. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202302203

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?同濟大學羅巍AFM：提高截止電壓，實現4.6V鋰金屬電池更好的性能

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