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MIT最新ACS Energy Letters：量化非活性锂之外锂金属负极的容量损失机制

时间：2022-09-29 来源：浏览：

MIT最新ACS Energy Letters：量化非活性锂之外锂金属负极的容量损失机制

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锂（Li）金属的理论容量比商用石墨负极提高10倍（3860 mAh/g vs 372 mAh/g），因此它是满足电动汽车重量能量密度目标（>500 Wh/kg）的有力候选者。然而，Li沉积 /剥离的可逆性仍然不足，其库仑效率（CE）<99.9%，而1000次循环寿命所需的CE>99.95%。效率低下反映了电池中可循环锂的损失，可分为两个在循环过程中累积的容量损失来源：（1）隔绝电子的Li ⁰ （也称为 “死” 或 “非活性”Li ⁰ ）和（2）不可逆地导致固态电解质界面（ “SEI Li ⁺ ” ）形成的锂 - 电解质的副反应。在过去，对锂负极损耗的实验理解几乎完全建立在使用 X射线光电子能谱（XPS）等技术对循环电极进行半定量光谱分析的基础上。然而，这些技术缺乏准确测量每个相的绝对量及其对容量损失的贡献的能力。为了实现这一目标，基于原位固态核磁共振（ssNMR）和同步加速器 X射线衍射（XRD）的技术最近虽然已经实现了锂损失的定量化学分析，但需要专门的电池和设备，并且效率较低。

滴定技术，其中循环后的负极被试剂（通常是水或酸）处理以在溶液中释放可检测的气体和 /或离子态的锂副产物，最近已成为弥补这一差距的一种方法。质谱（MS）滴定法也应用于石墨负极，研究过充电时产生的沉积锂，并鉴定了SEI碳酸盐（ROCO ₂ Li，R=Li或R=烷基）和碳化物（ Li ₂ C ₂ ）相，后者可能是由沉积锂和ROCO ₂ Li之间的反应造成的。电感耦合等离子体原子发射光谱 (ICP-AES)和ssNMR也已用于测量石墨上的总锂损失，从而区分镀锂或不可逆嵌入锂的锂损失。尽管有越来越多的例子，但有关锂负极的滴定方法首要解决了两个主要成分：非活性 Li ⁰ 和LiH。因此，迫切需要系统地研究更完整范围的SEI相的存在和比例及其与CE的关系，以严格阐明影响达到更高CE的因素。

【工作介绍】

基于上述问题，近日，美国麻省理工学院 Betar M. Gallant 通过整合和扩展现有的锂滴定技术，实现了对循环后锂负极中 Li ⁰ 、关键SEI相（ ROCO ₂ Li、Li ₂ C ₂ 、RLi（R=CH ₃ 、C ₂ H ₅ 、C ₂ H ₃ ）、LiF、含磷（P）相）和积累的锂损失的量化。在1 M LiPF ₆ EC/DEC中，展示了高达71%的锂损失和33%的SEI损失的化学分辨率。扩展到其他碳酸盐电解质中， ROCO ₂ Li始终是主要的可量化SEI相，但比例与CE无关。相反，次要相Li ₂ C ₂ 与CE表现出明显的负相关。这些结果表明，虽然次要阶段通常受到较少关注并且更难以表征，但它们可以在SEI功能中发挥主导作用。该文章以“ Quantifying Capacity Loss Mechanisms of Li Metal Anodes beyond Inactive Li ⁰ ”为题发表在国际顶级期刊《 ACS Energy Letters》上。

【核心内容】

研究人员在图1和图2中详细介绍了示例性碳酸酯电解质（1 M LiPF ₆ EC/DEC；50/50 vol%），并随后扩展到其他电解质。碳酸酯基电解质是目前SEI量化的理想候选者，许多SEI相可以通过滴定轻松测量，包括其他溶剂系统中不存在的半碳酸盐。

在 0.5 mA/cm ² 下循环Cu/Li电池1到7次后，容量在0.125和1.5 mAh/cm ² （0.22-2.65 mAh）之间，并在Cu集流体（ φ15 mm）上积累了非活性Li ⁰ 和SEI残留物。不同电池的CE约为92-93%，这是1 M LiPF ₆ EC/DEC的典型值。每个完成的充电步骤结束时剩余的容量反映了不可逆的容量损失，并随着时间的推移而增加（图1a）。为了确定累积相的化学特性，从电池中提取循环后的铜并轻轻浸泡在干燥（<1 ppm的H ₂ O）DMC中以去除多余的电解质，然后在贮存有Ar的气密小瓶中与 3.5 M H ₂ SO ₄ 反应。在分析之前用溶剂冲洗电极是必不可少的，因为碳酸酯电解质会与酸反应释放CO ₂ ，从而干扰TGC定量。此外，使用酸作为反应物（而不是H ₂ O）对于准确定量CO ₂ 是必要的。方程式1-4表示酸反应，这会导致产生氢气（H ₂ ）、二氧化碳（CO ₂ ）、乙炔（C ₂ H ₂ ）、甲烷（CH ₄ ）、乙烯（C ₂ H ₄ ）和乙烷（C ₂ H ₆ ；图1b）。

依据方程式 1，根据酸滴定产生的H ₂ 量对非活性Li ⁰ 进行量化。Li ⁰ 量化中一个可能的混杂相是LiH，它也可以合理地释放H ₂ （LiH+H ⁺ →Li ⁺ +H ₂ ）。然而，LiH形成的条件以及它对Li总损失的贡献程度仍然存在争议。Fang等人尽管在多种电解质中寻找LiH，但没有检测到LiH，而其他人发现它最多仅对应于在此处测试的1-7圈范围内循环后的碳酸酯基电解质中测得的非活性Li ⁰ 的5%。因此，将测得的H ₂ 归因于Li ⁰ （2： 1 ， Li/H ₂ ），但需要注意的是不能排除少量的LiH。除了Li ⁰ ，ROCO ₂ Li相在相同的酸注入步骤（方程 2）中通过CO ₂ 释放来检测。ROCO ₂ Li相包括Li ₂ CO ₃ （R=Li）和半碳酸盐，如二碳酸锂（LEDC，R=CH ₂ CH ₂ OCO ₂ Li）和乙烯单碳酸锂（LEMC，R=CH ₂ CH ₂ OH）。半碳酸盐普遍具有1：1的Li/CO ₂ 比率，而Li ₂ CO ₃ 独特地具有2：1的比率。先前的研究表明，与半碳酸盐相比，Li ₂ CO ₃ 的丰度比例较小，但随着时间的推移，半碳酸盐的水解会增加。然而，其他研究发现Li ₂ CO ₃ 对Li的稳定性较差，因此无法在电池中保留。因此，首先假设Li/CO ₂ 比率为1：1的保守方法，该假设的含义将在后面讨论。 Li ₂ C ₂ 由 C ₂ H ₂ （方程3，2：1 Li/C ₂ H ₂ ）和烯烃（RLi）通过释放CH ₄ 、C ₂ H ₄ 和C ₂ H ₆ 进行量化，统称为RH（方程4，1：1 Li/RH）。因此，通过测量每种气体的绝对量（以mol为单位），使用其Li/气体比，然后根据 1 mol Li=1 F=26801 mAh，计算每个相应相对容量损失（以mAh为单位）的贡献。鉴于GC仪器的分辨率，能以非常高的灵敏度测量这些固定相：ROCO ₂ Li<0.2 μAh，所有其他固定相<0.05 μAh，而石墨上约为0.5 μAh和先前报道的Li 约为 0.4 μAh。本文报道的改进能够对较小的SEI相进行深入量化。

图 1c-f收集了非活性Li ⁰ 相和SEI相的数据点，在众多电池中进行了分析，这些电池在不同的循环圈数下停止，以涵盖 0-1.5 mAh的容量损失值范围。数据以绝对损失值（即mAh）报告，反映了每个特定相从各自测量气体中的体相积累（以μmol为单位），并解决了每个特定相在循环过程中的发展。首先，观察到非活性Li ⁰ 呈单调线性增加（图1c），这在之前已经报道过。如图1c中的灰线所示检测到的量也始终低于恒电位仪测量的总累积容量损失，或图1c中灰线所示的所谓的Li ⁰ 容量损失等价。这一不足强调了除了Li ⁰ 之外还存在其他重要的容量损失机制。

在详细测定 SEI 相后，所有其他可检测气体（CO ₂ 、C ₂ H ₂ 、CH ₄ 、C ₂ H ₄ 、C ₂ H ₆ ）同样表现出随着容量损失呈线性、单调增加的趋势。然而，它们的SEI相的计算量均低于Li ⁰ 。第二丰富的相是ROCO ₂ Li，与Li ⁰ 相比，它的比例低一个数量级（~0.08 mAh _ROCO2Li ，~1.4 mAh容量损失）（图1d）。Li ₂ C ₂ （图1e）的含量更低，在相同的容量损失下测量为~0.05 mAh _Li2C2 。之后，RLi（图1f）不超过0.005 mAh _RLi 。假设量化比率为2：1 Li/CO ₂ 和1：1 Li/C ₂ H ₂ ，以检验本文量化假设的局限性；观察到一些幅度上的变化，但总体趋势和结论没有显著改变。

图1. 在1 M LiPF ₆ EC/DEC（50/50 vol%）中Li损失的酸TGC。

虽然它具有出色的灵敏度，但基于 GC滴定法的一个缺点是它只能解释与酸反应时释放气体的相。在这种电解质中，这些相完全来自于溶剂，因此无法评估盐对SEI的贡献。盐反应可能会产生离子相，即LiF和含磷（P）的氟氧化物（LiP _x O _y F _z ）。为了测量它们的贡献，将先前反应的SEI残留物进一步在H ₂ O中稀释。使用所得溶液，P（假设为1：1 Li/P）是通过ICP-AES定量，而 LiF通过 ¹⁹ F-NMR定量。注意到LiF量化是在具有一致循环测试方案的不同电池中进行的，仅使用H ₂ O而不是H2SO ₄ +H ₂ O作为滴定剂，这可以防止酸性介质中 ¹⁹ F-NMR产生的量化假象。与图1中的溶剂衍生相类似，含P相和LiF相随着容量损失的累积而单调增加，并且两者的数量相似（图2a）。P和LiF的相互成比例的积累表明这些相是由耦合反应机制形成的，例如LiPF ₆ 分解成LiF，这意味着形成了LiPO _x F _y 物质（例如，LiPO ₂ F ₂ 、LiPF ₂ ）。实际上，通过 ¹⁹ F-NMR还观察到一定循环圈数后 PF ₆ ^- 衍生的物质或吸附的阴离子在电极上累积，支持了这一机制。

图 2b将所有量化的相整合到相同的尺度上，再次作为容量损失的函数。这些显示为彩色条，每个代表一个测量的相。综合图再次强调了非活性Li ⁰ 对这些电池容量损失的贡献最大，这与该电解质相对较低的CE（92-93%）一致。在SEI相中，溶剂衍生相，特别是ROCO ₂ Li是最丰富的。有趣的是，盐衍生相（含P和LiF）构成了SEI的极小部分，甚至在容量损失中所占的比例更低。

所有检测到的相的总和，现在包括除了 Li ⁰ 之外更多的SEI Li ⁺ 源，但仍然低于恒电位仪测量的累积容量损失。迄今为止，未捕获的其他损失可能来自两个来源：（1）在循环过程中损失到电解质中的可溶性SEI相和（2）超出当前滴定方法检测能力之外的相。后者主要包括醇盐、低聚相/聚合物相、由溶剂还原或SEI老化形成的Li ₂ O和LiOH。可以通过进一步的分析步骤排除（1），其中通过ICP-AES使用与之前对P描述的方法相同。该方法通过定量 ⁷ Li NMR进行了验证，它恢复了电极上剩余的完全相同量的Li损失。图2b将恢复的锂损失显示为黑色圆圈；如接近奇偶校验线所示，特别在低容量损失时，即使样品间的差异很小，也成功地解释了恒电位仪测量的几乎所有累积容量损失。因此，可以排除可溶相作为该电解质中无法解释的锂损失的主要来源；稍后将讨论可溶相对 CE影响的更详细分析。图2b中的灰色条表示重新生成的剩余锂与所有已识别相的总和之间的差异，从而量化了未识别材料的剩余量。正如所讨论的，这不能完全归属于可溶性物相，因此现在可以明确地将其归因于SEI。

总体而言， SEI相与Li ⁰ 的普遍线性增加揭示了循环过程中锂损失机制的广泛的化学一致性。图2c进一步强调了这一点，并展现出相同的数据，但现在以重新生成的锂损失的百分比而不是总量的百分比表示。该图揭示了循环过程中的主要地静态组成。然后将这些数据共同平均，以构建该电解质中具有代表性的损失分解图（图2d）。总体而言，使用保守估计，可以成功量化重新获得的锂损失量的71%（顶部条形图）。仅聚焦于 SEI Li ⁺ 清单（即总Li减去非活性Li ⁰ ，底部条），~23%对应于ROCO ₂ Li，所有剩余相共同占另外10%。因此，剩余的未识别 SEI（大约67%的SEI Li）必须对应于（2），即其他未解析的溶剂衍生相。其中， Li ₂ O被认为是通过Li ₂ CO ₃ 还原形成Li ₂ C ₂ 的副产物，如公式5所示：

ROCO ₂ Li而不是Li ₂ CO ₃ 的还原也可能发生类似的机制。因此，至少可以部分估计来自该反应途径的 Li ₂ O的可能贡献，但其本身不能解释整个未识别的SEI。虽然图2d中的特定分区是1 M LiPF ₆ EC/DEC电解质所独有的，但该方法也能够量化其他电解质的Li损失机制，如下所述。

图2. 在1 M LiPF ₆ EC/DEC（50/50 vol%）中，电解质盐衍生相和总Li分配与容量损失的关系。

为了更深入地探索碳酸酯基电解质中 CE和SEI损失机制之间的关系，接下来将使用相同的1 M LiPF ₆ 盐，且 EC相对于DEC的体积比在0-50%之间变化。在这里，不同 Cu/Li电池仅在一个循环后进行比较，并使用1 mAh/cm ² （1.77 mAh）的容量，而不是之前使用的1.5 mAh/cm ² （2.65mAh），以避免因 CE低而在混合物中滴定时观察到的不稳定问题，因此容量损失>2 mAh。如图3a所示，0% EC（纯DEC）和DEC中10% EC对应的CE极低，<10%，总损耗大（>1.6 mAh）。与之前讨论的50%电解质混合物不同，在0-10% EC/DEC混合物中，重新生成的锂损失远低于基于容量损失的预期值（图3b），表明在低浓度时可溶相的形成较为显著。尽管总容量损失很大（~1.6 mAh，图3b），但是在这些条件下非活性Li0仅导致小于0.06 mAh的Li损失（图3c）。这低于ROCO ₂ Li 的值，但与Li ₂ C ₂ 和含P相处于同一数量级（图3d）。仅观察到微量 RLi。此处观察到的大量可溶相增加了与前人观察到的趋势的细微差别，他们报道了CE值与高于~18%的非活性Li ⁰ 之间存在严格的负相关。数据表明，低CE并不是由Li ⁰ 形成而单独导致的；相反，在非常低的CE下的容量损失也可能主要来自于不稳定且部分可溶的SEI。

将 EC比率从10%增加到20%导致了 CE从7.3%急剧增加到88.4%（图3a）。伴随这种增加，容量损失从1.63 mAh下降到0.20 mAh（图3b）。ICP-AES（~0.17 mAh）重新生成的锂损失与该值非常吻合，表明20%的EC提供了一个阈值，可以形成更稳定的SEI，且该SEI中相的溶解度较低。这一发现与EC对石墨SEI的作用一致，其中EC含量>20%，连同其优先溶剂化Li ⁺ ，导致了 EC衍生的不溶性SEI。然而，这些设计原则是否直接转化为Li尚不清楚，但是本文的研究结果表明，它们似乎是这样的。而且所有SEI相的数量都减少了（图3d），而非活性 Li ⁰ 的数量从~0.06 mAh增加到~0.15 mAh（图3c），这使得非活性Li ⁰ 现在成为明显的主要损失。

为了更好地分析所有 EC比率下 Li损失组成，图3e将每个相的贡献归一化为重新生成的Li损失。这种描述再次强调了在低EC比率下非活性Li ⁰ 贡献小。它还强调，当SEI稳定在20% EC以上时，随着CE的增加，SEI形成的损失变得越来越重要。这些损失进一步细分为它们对SEI剩余Li的贡献。图3f绘制了ROCO ₂ Li、RLi和P相的贡献百分比，表明尽管CE增加，SEI中每个相的丰度保持相对稳定，没有明显的CE 调控，除了在93% CE 后略有下降（即50% EC）。相比之下，随着CE在88.4-93.5%的整个范围内增加，Li ₂ C ₂ 对SEI Li的贡献稳步下降（图3g）。奇怪的是，这里显示的最大93.5% CE接近前人指出的阈值（~95%），其中SEI损失超过非活性Li ⁰ ，因此仔细考虑其成分组成变得更加有意义。因此，由于可以通过 EC/DEC系统实现CE 中的限制，研究人员在下文讨论了这些趋势在93% CE之后是否仍然有效，是否可以在更多现有的碳酸酯基电解质中实现。

图3. 具有不同溶剂比的1 M LiPF ₆ EC/DEC电解质中循环后锂负极的滴定。

图 4a显示了类似的容量损失评估，但现在作为不同电解质的函数，其CE范围从80.3%到98.8%。这些电解质主要包括碳酸酯：1 M LiClO ₄ PC、1 M LiPF ₆ EC/DEC、1 M LiTFSI EC/DEC、1 M LiPF ₆ EC/DMC、1 M LiFSI FEC/DEC、1 M LiFSI/0.5 M LiNO ₃ EC；以及用于比较的高CE醚类电解质：1 M LiTFSI DOL/DME+3 wt% LiNO ₃ 。电池通常循环1-5圈。与LiPF ₆ 基电解质不同，由于可能的相种类较多而无法全面量化基于 LiNO ₃ 、LiFSI和LiTFSI的电解质的盐衍生损失。因此，在该图中仅显示了非活性 Li ⁰ 和溶剂衍生的TGC相（即ROCO ₂ Li、Li ₂ C ₂ 和RLi）。图4a再次强调了非活性Li ⁰ 是~80-95% CE之间容量损失的主要机制，并且它的贡献随着CE的增加而减少。

为了进一步了解电解质驱动的变化，图 4b仅绘制了SEI Li ⁺ 清单，显示了使用相同电解质的所有电池的平均分区。在一些电解质中，CE在第一次循环中表现出很大的变化，然后在高CE处稳定；为了避免这些，该分析中排除了单周期电池，数据仅在2+次循环中取平均值。图4b再次强调了 ROCO ₂ Li是在碳酸酯中观察到的主要相，对应于SEI Li ⁺ 清单的~15%-25%。此外，在醚基电解质中仅观察到少量的ROCO ₂ Li，这可能因为它不会形成显著的半碳酸盐。更有趣的是，图4b还显示可测量的溶剂衍生相的总量在碳酸酯基电解质中没有显著变化，因此在 CE中也没有显著变化。

然而， ROCO ₂ Li、Li ₂ C ₂ 和RLi的分区在这些电解质中确实存在显著差异。为了更深入地了解这一点，图4c-e分离了ROCO ₂ Li、RLi和Li ₂ C ₂ 对SEI Li ⁺ 总量的百分比贡献，并绘制为CE的函数。误差条量化了平均电池中每个相位的标准偏差，因此是真实电池间差异性的量度；由于所用技术的高灵敏度，与这种可变性相比，仪器误差变得微不足道。碳酸酯基电解质中 ROCO ₂ Li和CE（灰色虚线）之间存在轻微的正相关关系，因为它们的ROCO ₂ Li从1 M LiClO ₄ PC中的~15%到1 M LiFSI/0.5 M LiNO ₃ EC中的~25%不等（图4c）。然而，由于电池间的差异性和误差条较大，而不能排除无效相关性，因此无法解释CE的变化高于~93% CE。烯烃相当于约1%的SEI Li ⁺ 量，并与CE没有关系（图4d）。

相比之下， Li ₂ C ₂ 与CE呈明显的反比关系（图4e），在低CE 1 M LiClO ₄ PC中含量更高，在高CE 1 M LiTFSI DOL/DME+3 wt% LiNO ₃ 中含量最少，精确定位了 Li ₂ C ₂ 作为进一步研究的相。有趣的是，1 M LiFSI/0.5 M LiNO ₃ EC电解质是迄今为止该领域报道的性能最好的碳酸酯电解质之一。结果表明，该电解质 SEI中的Li ₂ C ₂ 在本文测试的所有碳酸酯中最低：0.8%，而1 M LiClO ₄ PC中的Li ₂ C ₂ 为4.8%。它还具有最高量的ROCO ₂ Li。为了探究这种差异性，根据先前的研究解释了这些发现，这些研究发现 Li ₂ C ₂ 可以通过ROCO ₂ Li的还原而形成（类似于方程5）。虽然滴定法不能探测ROCO ₂ Li物质的精确组成（即“R” 的性质），但ROCO ₂ Li的特性取决于电解质。因此，某些ROCO ₂ Li物质可能比其他物质更容易向Li ₂ C ₂ 还原，例如Li ₂ CO ₃ 与LEDC。研究人员利用方程5预估了如果化学计量比（1：2 Li ₂ C ₂ /ROCO ₂ Li）确实是任何循环后观察到的Li ₂ C ₂ 的唯一来源，则最初可能存在的ROCO ₂ Li的量，这似乎是由于缺乏文献中确定的替代途径。原始可能的ROCO ₂ Li与电解质和CE没有相关性。如果这个推理是正确的，则表明在低CE下明显较低的隐含ROCO ₂ Li量（图4c）可能反映了其在这些系统中更容易转化为Li ₂ C ₂ 。

图4. 碳酸盐中非活性Li ⁰ 和溶剂衍生SEI相的量化。

减少 Li ₂ C ₂ 和增加CE之间的相关性表明，当存在于SEI中时，该相是有害的。在这种情况下，Li ₂ C ₂ 对CE的有害影响可能源于其碳化物性质，这使其比其他伴随的SEI相具有更高的电子电导率。例如，Li ₂ C ₂ 的带隙约为3.2 eV，远低于Li ₂ CO ₃ 、LiF和Li ₂ O（>5 eV），作为纳米晶相可能更低。它还显示出比大多数其他典型离子SEI更高的离子电导率（体积约为10-9 S/cm）。在Li ₂ C ₂ 存在下增强的电子/离子电导率可能导致电子透过和由于下面的锂金属腐蚀而导致的更快自放电。

在本文量化的 Li ₂ C ₂ 以外的其他次要相中，盐衍生相的量，如1 M LiPF ₆ EC/DEC（50/50 vol%）中所证明的那样，出人意料地低。它们仅对应于该电解质中约5%的SEI Li ⁺ 量，因此只是溶剂衍生相的一小部分（图2d）。这些观察结果与从表面表征技术（如XPS）获得的观察结果在数量上不同。在LiPF ₆ 基的碳酸酯电解质中，XPS还报告ROCO ₂ Li物种是主要的SEI成分，但与滴定不同的是，ROCO ₂ Li紧随LiF其后，含量相似，因此可能高估了SEI 中盐衍生相的总贡献。这种量化差异可能源于XPS只能在局部和近表面探测 SEI，而滴定法量化了完全可再生的锂损失剩余，因此不限于近表面。用于XPS的样品制备和转移步骤也可能与用于滴定的程序不同，后者专为保留和探测整个SEI而设计。此外，尽管源自不同碳酸酯溶剂的半碳酸盐存在多样性，可能表现出可变的传输特性，没有观察到ROCO ₂ Li的量和CE之间的强关系。在这种情况下，虽然SEI中可以存在一些ROCO ₂ Li，但如果这些相同的相导致Li ₂ C ₂ 的形成，则可能存在平衡。因此，EC衍生的半碳酸盐对于提高CE可能特别有吸引力，因为它们可能同时降低SEI溶解度并抑制Li ₂ C ₂ 的形成（图3）。然而，SEI相之间的相互转化反应很少被研究并且很复杂，因此需要进一步的研究来更充分地阐明这一点。巧妙的实验设计可以帮助揭示这些滴定相更详细的化学信息，例如ROCO ₂ Li中“R” 的性质，这将提供对其功能更多的了解，减轻基于基本假设而量化的依赖（例如，演化的CO ₂ 的比例）到Li丢失），并增加可检测相库以完全量化尚未识别的SEI（图2d）。

【结论】

研究结果增加了对锂负极上 SEI相的容量损失与功能理解的细微差别：非活性Li ⁰ 是容量损失的一种重要形式，尽管它在~10-95% CE范围内最相关。在极低的CE（<10%）下，SEI相的溶解度会导致>50%的容量损失。然而，超过某个阈值CE时，可溶相的量会减少，因此这种机制的损失可以忽略不计。然后，在更高的CE（>90%）下，当SEI稳定并且Li ⁰ 对容量损失的贡献开始显著降低时，最大限度地减少SEI中有害溶剂衍生相（例如Li ₂ C ₂ ）的量对CE有积极贡献。假设在更高的CE（>99%）下，可能会发生其他尚未探索的机制，在这种机制下，待确定的潜在有益相的最大化可能会在 Li ₂ C ₂ 和非活性Li ⁰ 损失被抑制后主导CE。简言之，这些研究结果强调了不同的容量损失机制似乎在不同的CE范围内发挥不同的作用，量化的下一个阶段是在超高CE下确定和干预这些机制。