研究显示了固体电解质间壳的演化引起的阳极降解

锂(Li)电池的电化学性能主要取决于在第一次充放电时形成的固电解质界面分解产物(SEI)。

SEI壳进化过程和电极/电解质界面的劣化机理。图片学分:©科学中国出版社。亚博老虎机网登录

到目前为止,化学成分,动态演进,稳定性和SEI薄膜的影响因素越来越大。

与电极表面的SEI膜的形成相反,已经观察到一种类型的SEI壳通常在现场沉积的Li的最大层中形成,因为新沉积的LI与电解质接触。这可能对电解质界面处的电解质界面处的生长行为,Li成核和电化学性能直接影响。

此外,现场开发的SEI壳的化学或形态不稳定性也给原位表征带来了问题。直接捕捉SEI壳层的动态演化对解释其对阳极-电解液界面和电池性能的影响至关重要。

电化学原子力显微镜(EC-AFM)允许在工作条件下的电极电解质界面处的机械模量,形态变化和电流分布的实时表征。这提供了一种基本的原位分析技术,具有高空间分辨率,用于检查现场开发的SEI壳体上的沉积锂的动态演变。

李军湾教授和Rui Wen等人教授。最近提出了在李沉积或汽提时SEI壳进化的直接证据,以阐明阳极通过原位EC-AFM的降解。

在Li沉积时,准球形锂颗粒倾向于核心并在Cu电极上生长。yabo214后来,用不间断的Li剥离清楚地捕获SEI壳的崩溃。

随着循环的进行,新的锂矿床倾向于在电化学活性较大的无沉积位点上再成核。新鲜SEI壳在新沉积的Li上发育,而实际SEI壳在同一位置保持其坍塌形态。SEI的急性再生或崩溃以及界面阻抗的增加和电解质的耗竭是阳极降解的原因之一。

本研究揭示了锂电池界面在纳米尺度上的演变,从而更好地理解了SEI的基本性质,并进一步为锂电池界面设计提供了改进途径。

期刊引用:

施,Y.,.(2021)原位固体电解质界面壳层演化的纳米尺度洞察:揭示锂金属电池界面降解亚博老虎机网登录科学中国化学doi.org/10.1007/s11426 - 020 - 9984 - 9

来源:https://www.scichina.com/

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