使用现场液体SIMS和冷TEM对无阳极金属电池固体电解质间相的动态分子调查
Cuixia Cheng1,2, Yadong Zhou2, Yaobin Xu2
1Hubei Key Laboratory of Pollutant Analysis & Reuse Technology, College of Chemistry and Chemical Engineering, Hubei Normal University, Huangshi, Hubei 435002, China.
Nano letters
|September 13, 2023
概括
固体电解质相间层 (SEI) 层.
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
- 表面科学是一门学科.
背景情况:
- 固体电解质间相 (SEI) 对电池性能和寿命至关重要.
- 在动态条件下了解SEI形成机制对于先进的电池设计至关重要.
- 目前的知识缺乏详细的分子洞察力,了解SEI在电池循环过程中的演变.
研究的目的:
- 阐明在动态电池运行过程中控制SEI层形成的分子过程.
- 研究电解质溶解结构对SEI特性的影响.
- 为了将SEI特征与特定的电解质组成和潜力相关联.
主要方法:
- 使用现场液态二次离子质谱 (LSIMS) 进行分子分析.
- 使用冷传输电子显微镜 (cryo-TEM) 进行结构特征.
- 执行密度函数理论 (DFT) 计算以建模分子相互作用.
主要成果:
- 形成SEI的开始潜力和厚度直接取决于溶解结构.
- 在Cu阳极上的LiPF6/EC-DMC电解质中,SEI在2.0V时形成,厚度为40-50nm.
- 在LiFSI/DME电解质中,SEI在1.5V时形成,厚度降低至20nm.
结论:
- 在充电/放电周期期间,已经证明了内部和外部SEI层的动态形成和消散.
- 突出了电解质结构的不断演变及其对SEI稳定性的影响.
- 提供了受溶解影响的SEI形成的分子层次理解,这对于电池优化至关重要.
