扫描电化学显微镜显示,模型阳极在日历衰老期间展示了全球固体电解质相间被动化退化

科学领域:

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背景情况:

• 阳极对于下一代电池来说是有前途的,因为它的能量密度比石墨更高.
• 然而,阳极的日历寿命受到固体电解质介相 (SEI) 问题的限制.

研究的目的:

• 为了研究薄膜表面在日历老化过程中的特定位置反应性.
• 为了确定不同电压窗口对SEI稳定性和被动化的影响.
• 确定阳极的最佳电压极限,以提高日历寿命.

主要方法:

• 使用扫描电化学显微镜 (SECM) 来追踪随时间的表面反应性.
• 测试了四种不同的衰老场景,涉及不同的形成和静止电位 (1.5V,0.75V和100mV与Li/Li+).
• 分析的重点是3天内电动被动化和SEI均性的变化.

主要成果:

• 随着时间的推移和潜力的增加,的电被动性下降,这表明SEI效率下降.
• 此外,SEI的一致性也下降了,这表明全球失败机制如溶解而不是局部裂纹.
• 降解至1.5V的显著减少了被动化和增加了反应性,这可能是由于SEI氧化.

结论:

• 保持阳极在约0.75V或以下的电位与Li/Li⁺相比,对于防止SEI被动降解降解至关重要.
• 这些发现表明,SEI的化学降解是日历衰老期间的主要故障模式.
• 为阳极优化电压窗口对于改善电池日历寿命和性能至关重要.