Desarrollo del antiguo Sultone como aditivo de electrolitos en las celdas de bolsa de AG+SiOx de alta tensión

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La electroquímica
• Tecnología de baterías

Sus antecedentes:

• Los ánodos de silicio mejoran la densidad de energía de la batería de iones de litio (LIB), pero sufren cambios de volumen y una mala formación de interfase sólido-electrolito (SEI).
• La formación efectiva de SEI es crucial para mejorar la vida útil y el rendimiento electroquímico de los LIB que contienen silicio.
• Los aditivos de electrolitos que contienen azufre ofrecen una estrategia prometedora debido a su disponibilidad y propiedades químicas.

Objetivo del estudio:

• Investigar el papel de la 1,8-naftosultona (1,8-NS) como aditivo de electrolitos en los LIB de alta tensión con ánodos de óxido de silicio (SiOx).
• Para elucidar los productos de degradación y las vías de 1,8-NS dentro de la célula de la batería.
• Comprender cómo el 1,8-NS contribuye a la formación de un SEI eficaz y mejora el rendimiento electroquímico.

Principales métodos:

• Se utilizaron técnicas avanzadas de caracterización espectrométrica y espectroscópica.
• Realizó cálculos teóricos para complementar los datos experimentales.
• Se analizaron los productos de degradación y las vías de degradación de 1,8-NS en las células de SiOx de NMC811

Principales resultados:

• Se observó una mejora significativa del rendimiento electroquímico en LIBs con el aditivo 1,8-NS.
• Se identificó la reducción de 1,8-NS, la apertura del anillo de sultona y la degradación química como vías clave.
• Se confirmó la formación de un SEI en capas que contiene productos de degradación 1,8-NS en el ánodo de SiOx.

Conclusiones:

• El 1,8-NS mejora efectivamente el rendimiento electroquímico de los LIB basados en SiOx.
• La formación de un SEI robusto y en capas, atribuido a los productos de degradación 1,8-NS, mejora las propiedades mecánicas y electroquímicas.
• El 1,8-NS es un aditivo de electrolitos prometedor para el avance de la tecnología LIB de alta densidad de energía.