成果介紹
本項目聚焦多層結(jié)構(gòu)硅碳負極材料及原位預(yù)鋰化工藝的研發(fā)，依托先進的磁控濺射技術(shù)，致力于通過精細的材料結(jié)構(gòu)設(shè)計和界面工程，緩解硅基材料在循環(huán)
過程中的體積膨脹應(yīng)力，穩(wěn)定電極/電解質(zhì)界面，同時實現(xiàn)鋰源的有效補償。項目采用高真空物理氣相沉積（PVD）技術(shù)，通過構(gòu)筑硅活性層與人工界面層的雙
層結(jié)構(gòu)，并結(jié)合原位預(yù)鋰化策略，從微觀結(jié)構(gòu)和界面穩(wěn)定性兩方面協(xié)同優(yōu)化硅碳負極性能，大幅提升了其初始庫倫效率、循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能。
本成果涵蓋兩大核心技術(shù)創(chuàng)新：一是基于磁控濺射的多層結(jié)構(gòu)硅碳負極材料的制備方法，能夠精確調(diào)控硅薄膜的成核均勻性及附著力，有效緩解充放電過程
中的體積變化，抑制副反應(yīng)；二是創(chuàng)新開發(fā)的卷繞式磁控濺射原位預(yù)鋰化工藝，實現(xiàn)負極表面連續(xù)、均勻的鋰金屬沉積及功能性界面膜構(gòu)筑，有效補償首次循環(huán)
鋰損失，提升整體電池性能。兩項技術(shù)均具備良好的工藝可擴展性和工業(yè)化應(yīng)用潛力，適配多種電芯結(jié)構(gòu)和電解質(zhì)體系，推動高比能鋰離子電池向更高能量密度、
更長壽命方向發(fā)展，滿足新能源汽車、儲能及消費電子等領(lǐng)域的需求，助力動力電池技術(shù)升級與產(chǎn)業(yè)化進程。
該技術(shù)可廣泛應(yīng)用于高比能液態(tài)鋰電池（能量密度超過 300 Wh kg-1）、新一代全固態(tài)鋰電池體系，以及消費電子、電動交通和儲能等多個關(guān)鍵領(lǐng)域。隨著正極材料向高容量化方向發(fā)展（如高鎳、富鋰錳基材料），硅碳負極的鋰源補償能力與界面穩(wěn)定性成為制約電池性能進一步提升的核心瓶頸。通過本成果提出的多層結(jié)構(gòu)設(shè)計和磁控濺射原位預(yù)鋰化技術(shù)，有效緩解了硅材料的體積膨脹應(yīng)力，穩(wěn)定了SEI膜結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了鋰源補償與負極/電解質(zhì)界面的同步優(yōu)化，從而顯著提升了電池的能量密度、倍率性能及循環(huán)壽命。
