催化化学衍生的人工固体电解质间相用于在20 mA cm工作的稳定金属阳极
Yifeng Cheng1,2, Zhijie Wang3, Jinbiao Chen1
1Institute of Batteries, School of Materials and Energy, Guangdong University of Technology, Guangzhou, 510006, China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|June 7, 2023
概括
研究人员使用聚胺-氧化 (PA-LiOH) 开发了一种新的人工固体电解质介相 (SEI) 层,以防止金属阳极 (LMA) 中的树生长. 这一突破为先进的电池应用实现了稳定,长期循环.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 稳定的固体电解质间相 (SEI) 层对于金属阳极 (LMA) 的长期循环性能至关重要.
- 自然的SEI层经常表现出结构障碍和化学不均性,导致树的生长和电极粉碎,阻碍了实际的LMA应用.
研究的目的:
- 设计和实施一种由催化剂衍生的人工SEI层,具有有序的双相结构.
- 调节离子运输并促进在LMA上无树的沉积.
主要方法:
- 制造一个聚胺-氧化 (PA-LiOH) 双相人工SEI层.
- 描述SEI层的结构及其对离子运输和沉积的影响.
- 在不同的电流密度和循环条件下,对 Li 半电池和 Li 半电池中优化 LMA 的电化学测试.
主要成果:
- 这种PA-LiOH人工SEI层有效地抑制了涂/剥离过程中LMA的体积变化和寄生反应.
- 经过优化后的LMA在20 mA cm−2的电流中表现出超过1000小时的稳定循环.
- 在没有添加剂的电解质中,在1 mA cm−2的500个周期后,在Li半细胞中达到99.2%的高coulombic效率.
结论:
- 设计的PA-LiOH人工SEI层为实现稳定和高性能金属阳极提供了有效的策略.
- 这种方法解决了LMA技术的关键挑战,为其在下一代电池中的实际应用铺平了道路.
