综述：重新审视硅负极失效的腐蚀效应：超越机械范式

《Electrochemical Energy Reviews》：Reframing the Corrosion Effects of Silicon Anode Failures: Moving Beyond the Mechanical Paradigm

　　硅基高容量负极材料因循环和日历寿命快速衰减面临应用瓶颈，传统认知多归因于体积膨胀效应，但化学腐蚀（如HF腐蚀）对硅基体及SEI稳定性影响显著且常被低估。本文系统揭示了腐蚀诱发的硅退化机制，提出电化学腐蚀驱动、金属离子溶解及碳添加剂协同作用，以及化学-机械耦合失效等新视角，强调需结合先进表征、理论模拟与多维度材料优化（正极设计、辅助材料、电解液工程）来应对硅基电池的复合失效问题。

　　

摘要

高容量硅（Si）是制造高能量密度锂离子电池的理想材料。然而，其实际应用受到循环寿命和日历寿命快速下降的严重限制。根据现有的理解，硅材料的失效通常主要归因于其显著的体积膨胀效应。然而，化学腐蚀（例如，氢氟酸引起的腐蚀）的关键作用常常被低估，尽管它对硅材料本身以及固体电解质界面的稳定性有着重要影响。在这篇综述中，系统地研究了由腐蚀引起的硅材料退化的机制以及现有缓解策略的局限性。更重要的是，我们提出了一种新的观点，强调了由正极氧化剂、过渡金属离子溶解和碳添加剂驱动的电解腐蚀，以及由硅腐蚀引起的化学-机械耦合失效。最后，我们提倡使用先进的表征技术、理论模拟以及整合正极设计、辅助材料优化和电解质工程的综合性方法，以解决化学-机械耦合失效问题，从而推动基于硅的电池的实际应用。

图形摘要

高容量硅（Si）是制造高能量密度锂离子电池的理想材料。然而，其实际应用受到循环寿命和日历寿命快速下降的严重限制。根据现有的理解，硅材料的失效通常主要归因于其显著的体积膨胀效应。然而，化学腐蚀（例如，氢氟酸引起的腐蚀）的关键作用常常被低估，尽管它对硅材料本身以及固体电解质界面的稳定性有着重要影响。在这篇综述中，系统地研究了由腐蚀引起的硅材料退化的机制以及现有缓解策略的局限性。更重要的是，我们提出了一种新的观点，强调了由正极氧化剂、过渡金属离子溶解和碳添加剂驱动的电解腐蚀，以及由硅腐蚀引起的化学-机械耦合失效。最后，我们提倡使用先进的表征技术、理论模拟以及整合正极设计、辅助材料优化和电解质工程的综合性方法，以解决化学-机械耦合失效问题，从而推动基于硅的电池的实际应用。

图形摘要