在此，中国科学技术大学季恒星教授和中国科学技术大学金洪昌副教授等人开发了一个伪二维模型来评估设计参数如何影响这些负极中的析锂层。研究结果表明，磷基负极能够实现比石墨更安全的快速充电电极设计，其增加的面容量不会增加析锂风险，这只发生在非常低的孔隙率（<0.2）或更大的粒径（>3.5 μm）的情况下。同时，锂化电压曲线斜率随充电倍率的增加而增大，使电池能够快速达到截止电压，防止锂沉积在负极上。这些见解有助于创建具有磷基负极的快速充电电池。 相关研究成果以“Pseudo Two-Dimensional Model for the Design of Fast-Charging Lithium-Ion Battery Electrodes”为题发表在J. Phys. Chem. C上。 研究背景随着绿色低碳生活方式的日益普及，锂离子电池（LIBs）的应用场景日益多样化，性能需求也在不断提高。在电动汽车领域，快速充电的需求日益迫切，这对锂离子电池中的石墨（Gr）负极提出了挑战。广泛使用的石墨负极具有0.1V的锂化电位，这在快速充电时由于大的极化增加了析锂的风险。因此，除了通过涂层修饰石墨和优化电解液之外，采用新的负极材料也是一种可行的策略。最近，磷基负极材料因其高理论容量、快速的锂化动力学和高工作电位而受到广泛关注。这一较高的工作电位为负极材料提供了更大的电压窗口，有可能在快速充电条件下缓解析锂问题。 尽管许多研究都集中在基于磷负极的快速充电性能上，但在快速充电过程中防止析锂的研究仍然不足。在快速充电条件下分析负极材料的电化学极化对于评估它们的析锂行为至关重要。其中，影响电极电化学极化的因子包括面积容量、孔隙率和粒径。这些参数通常需要广泛的实验验证，这减缓了应用新的电极材料体系的进展。如果能够基于负极材料的内在电化学性质建立模型，并使用模拟来获得最佳的电极设计参数，那么使用新的电化学系统的快速充电电池的开发可能会大大加快。然而，目前缺乏对基于磷基负极的电化学性质和析锂预测的系统研究。
