An Ultrafast Charge‐Driven Topological Intercalation Prelithiation Strategy for Carbon‐Silicon Composite Anodes

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作者
Yifan Zhao,Liang Zhang,Qian Liu,Mingyu Liu,Jiajia Shen,Hui Ma,Juejing Dai,Xi Yu,Jianhua Yan
出处
期刊:Advanced Science [Wiley]
卷期号:12 (32): e06636-e06636 被引量:4
标识
DOI:10.1002/advs.202506636
摘要

Abstract Prelithiation emerges as an effective technique to enhance the initial Coulombic efficiency (ICE) and cycling stability of silicon oxide based carbon composite (C/SiO x ) anodes, yet traditional approaches remain plagued by sluggish kinetics, cumbersome procedures, safety hazards, and inadequate precision. Here, a facile topological intercalation prelithiation method capable of forming a robust and homogeneous solid electrolyte interface (SEI) network on porous C/SiO x nanofiber anodes in merely 30 s is reported. Through constructing three charge‐driven topology models derived from flexible SiO x /porous carbon nanofiber (SiO x /PCNF) films, the mechanism of this fast Li + ‐intercalation process is unraveled. Abundant surface defects on SiO x /PCNF enhance lithium salt adsorption and dissociation, while the active solvated Li + ‐ions can quickly intercalate into SiO x /PCNF along an orientation pathway, realizing a high ICE of 99.44%. This topological prelithiation forges a 3D inorganic‐rich SEI architecture that dualizes functionality: It curtails electrolyte degradation while alleviating volume fluctuation and mechanical stress, while enabling precision Li + ‐ion replenishment. This topochemical paradigm not only achieves ICE reinforcement and cycling resilience (1000 stable cycles), but also slashes prelithiation duration by orders of magnitude.
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