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2025-07-17 发布于上海
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固态电池负极材料体积膨胀抑制方案.docx

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固态电池负极材料体积膨胀抑制方案

一、固态电池负极材料体积膨胀的机理与挑战

（一）锂离子嵌入/脱出引发的体积变化

在固态电池充放电过程中，锂离子在负极材料（如硅、锡、金属锂等）中的嵌入和脱出会导致晶格结构的周期性膨胀与收缩。以硅基负极为例，其理论比容量高达4200mAh/g，但在完全锂化时体积膨胀率可达300%（Lietal.,2020）。这种剧烈的体积变化会引发颗粒破裂、界面分层，甚至导致固态电解质破裂，严重影响电池循环寿命。

（二）材料界面应力集中效应

固态电解质与负极材料之间的机械应力失配是另一大挑战。例如，氧化物固态电解质（LLZO）的弹性模量约为150GPa，而金属锂的弹性