NIMS小組研究發現，在固體電解質中，一種僅由工業硅納米顆粒通過噴射沉積工藝制備而成的硅陽極具有優異的電極性能，以前僅在蒸發制備的薄膜電極中觀察到。因此，這一新結果表明，低成本、大規模生產全固態鋰電池用大容量陽極是可能的。

硅的理論容量為4200 mAh/g，是當前鋰離子電池負極活性材料的11倍左右。如果硅代替傳統的石墨，有望大幅提高電動汽車的充電續航里程。然而，其在鋰化和去鋰化過程中，近乎三倍的“巨化”體積，阻礙了其在電池中的實際應用。

不銹鋼集電器上噴射沉積納米顆粒制備的硅陽極橫截面和完全充電狀態下的陽極圖像——場發射掃描電子顯微鏡（FE-SEM）圖像

在傳統的液體電解質中，一般使用聚合物粘合劑將電極中的活性物質顆粒固定一起，并保持其與金屬集電器表面的粘附性。硅重復性的體積巨化現象，會使活性物質顆粒分離，從而導致電池容量持續性損失。

在固態電池中，活性物質被放置在固體電解質分離層和金屬集電器之間，避免了活性物質的電隔離問題。固態電池中的納米顆粒在鋰化時，經歷了體積膨脹、結構致密和明顯的聚集，在固體電解質分離層與金屬集電器之間的有限空間內形成與蒸發過程類似的連續薄膜。

事實上，濺射沉積工藝制備的純硅薄膜的實際容量超過2.2mAh/cm²，在固體電解質中表現出良好的循環穩定性和高速放電能力。盡管如此，全固態鋰電池陽極的成本效益和工業化規模的合成仍然是一個巨大的挑戰。

噴霧沉積工藝是一種成本效益高、可用于大規模生產的大氣技術，由工業硅納米顆粒通過噴射沉積工藝制備而成的硅陽極具有優異的電極性能。因此，NIMS的研究結果將為全固態鋰電池的硅陽極的商業化生產鋪平道路。

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