人工固体電解質インターフェーズ保護LixSiナノ粒子:リチウムイオン電池の効率的で安定したプリリチア化反応剤
Jie Zhao1, Zhenda Lu1, Haotian Wang2
1†Department of Materials Science and Engineering, Stanford University, Stanford, California 94305, United States.
Journal of the American Chemical Society
|June 20, 2015
まとめ
表面改変されたリチウム-シリコンナノ粒子は,リチウムイオン電池のプリリチア化のための安定性を高めます. このイノベーションは,リチウム損失に対処し,次世代の高エネルギー密度バッテリーの性能を改善します.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- 電気化学 電気化学について
- バッテリー技術 バッテリー技術
背景:
- プリリチア化は,リチウムイオン電池のリチウム損失を補うために,特に固体電解質インターフェーズ (SEI) 形成中に不可欠です.
- リチウム-シリコン (LixSi) ナノ粒子は効果的なプレリチア化反応剤ですが,バッテリー加工には化学的安定性が向上する必要があります.
研究 の 目的:
- LixSiナノ粒子の安定性を高めるための表面改変方法を開発する.
- LixSiナノ粒子の保護コーティングを作り,環境の安定性を向上させる.
主な方法:
- 熱合金による合成されたLixSiナノ粒子.
- 保護コーティングを形成するために,1-フッ素デカンの還元を使用して表面修正を適用しました.
- コーティングの組成 (LiF,リチウムアルキル炭酸と水性連鎖) と安定性を特徴付けました.
主要な成果:
- 表面コーティングは,環境条件に対するLixSiナノ粒子を効果的に無効化します.
- 保護されたLixSi NPsは,2100 mA hg-1の高いプレリチ化能力を示し,5日間にわたって乾燥した空気で最小限の腐敗を示しました.
- 湿気 (∼10% RH) でさえも,有意な容量 (1600 mA hg−1) を維持しました.
- シリコン,スチーン,グラファイトアノドをプリリチで成功させ,不可逆的な第1サイクル容量損失を排除しました.
結論:
- 表面改変されたLixSiナノ粒子は,安定した高容量プレリチ化溶液を提供します.
- このアプローチは,リチウムイオン電池の不可逆的な容量損失を効果的に軽減します.
- 次世代の高エネルギー密度のリチウムイオン電池の開発を可能にします.
