Abstrak
Bahan silikon-karbon (Si/C) merupakan kandidat anoda yang menjanjikan untuk baterai lithium-ion generasi berikutnya karena kapasitas spesifik teoritisnya yang tinggi dan stabilitas siklus yang sangat baik. Namun, anoda Si/C mengalami kehilangan kapasitas ireversibel yang parah selama siklus pengisian-pengosongan pertama, yang berasal dari ekspansi volumetrik silikon yang ekstrem (hingga 300%) selama litiasi, yang memicu pecahnya dan pembentukan ulang berulang-ulang lapisan antarmuka elektrolit padat (SEI), yang menguras cadangan lithium aktif. Untuk mengatasi hal ini, pra-litiasi diterapkan dengan menekan strip lithium ke permukaan anoda Si/C untuk mengimbangi lithium aktif dan meningkatkan efisiensi Coulombik awal. Namun, kompensasi berlebih dapat menyebabkan hilangnya kapasitas dan risiko keselamatan. Dengan demikian, asam 2-akrilamido-2-metilpropana sulfonat (AMPS) diperkenalkan sebagai bahan tambahan. AMPS mendorong pembentukan SEI yang stabil, mengurangi pecahnya berulang-ulang, dan mengonsumsi lithium aktif berlebih selama pra-litiasi. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa anoda Si/C pra-litiasi yang diolah dengan AMPS mencapai efisiensi Coulombik awal sebesar 91,24% (naik dari 77,47%) dan mempertahankan retensi kapasitas sebesar 83,8% setelah 180 siklus. Temuan ini menyoroti peran AMPS dalam meningkatkan efek pra-litiasi dan meningkatkan kinerja elektrokimia anoda Si/C.