Beyond Mechanics: Inherently HF‐Phobic Si with Minimized Corrosion for Stable Li Storage

材料科学 腐蚀 工程物理 纳米技术 化学工程 冶金 物理 工程类
作者
Qinyi Zhan,Ziyun Zhao,Xinyu Fan,Tianze Xu,Fangbing Li,Jiangshan Qi,Haimei Li,Yong Guo,Xu Zhang,Zhen Zhou,Shichao Wu,Quan‐Hong Yang
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/aenm.202501679
摘要

Abstract High‐capacity silicon (Si) anodes remain challenged by cycling stability and calendar life, despite extensive research on mechanical stabilization, mainly due to poorly understood and unresolved chemical corrosion (particularly involving HF) and its complex interactions. Herein, we propose a thermodynamically HF‐phobic strategy by infiltrating trace magnesium (Mg) into Si microparticles to obtain inherently corrosion‐resistant Si (ICR‐Si) with lower HF adsorption energy and a more positive Gibbs free energy of reaction with HF. This fundamentally suppresses the reactivity of Si with HF, interrupting the chain hydrolysis‐corrosion processes and minimizing the corrosion of Si itself and solid electrolyte interphases. We reveal a coupling effect between chemical corrosion and electrochemically mechanical cracking. ICR‐Si achieves remarkably mitigated particle fracture. Accordingly, superior intermittent cycling stability with extended rest periods and high‐temperature cycling over 500 cycles at 45 °C are achieved without additional protection. This work offers a paradigm shift toward better anodes by addressing chemical corrosion beyond mechanical failure.
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