含有硅负极的全固态电池被认为是克服金属锂负极所面临挑战的一类极具潜力的电池体系。然而，在该体系中，硅负极往往需要被施加较高的外加堆叠压力才能实现稳定循环。此外，外加压力与电池性能之间的关联以及硅负极的失效机制尚不明确，这些问题严重阻碍了硅基全固态电池的性能优化和实际应用。基于此，我校林应斌教授团队基于堆叠压力耦合电化学-力模型，系统探究了硫化物固态电池中微米硅负极的储锂和失效机制，从实验和模型双维度上揭示了不同负载量和不同外加压力下硅的锂化动力学、形态演化和电池性能衰减的机制，并指出保障低的锂离子浓度梯度是实现硅负极在低外加压力下稳定工作的关键。这项工作为硅负极在全固态电池中的储锂机制和性能提升提供了一定的参考，并为下一代高性能电极的开发提供了潜在的方向。
研究成果以“Unraveling the Performance Decay of Micro-sized Silicon Anodes in Sulfide-based Solid-State Batteries”为题发表于国际学术期刊《Energy Storage Materials》，该论文第一单位为福建师范大学，博士生陶剑铭与本科生韩涓娟为共同第一作者，我校林应斌教授为唯一通讯作者。该研究工作得到国家自然科学基金、福建省自然科学基金等项目的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ensm.2023.103082