通过低温传输电子显微镜揭示酸盐介导的金属阳极的固体电解质间相

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
• 电池技术 电池技术

背景情况:

• 金属阳极 (LMA) 的循环稳定性严重依赖于固体电解质间相 (SEI) 的特性.
• 电解质工程是SEI修改的关键策略,但理解超细SEI结构的影响仍然具有挑战性.

研究的目的:

• 在以太基电解质中研究LMA的原子级SEI结构.
• 阐明酸 (LiNO₃) 添加剂在不同温度 (25 和 50 °C) 的SEI调制中的作用.

主要方法:

• 低温传导电子显微镜 (cryo-TEM) 用于可视化超细SEI结构.
• 分析重点关注不同温度下含有或不含LiNO3添加剂的电解质中的SEI组成和形态.

主要成果:

• 没有LiNO_{3的基线电解质形成了一个Li2CO3丰富的,马赛克类型的SEI,导致LMA循环稳定性差.}
• 增加的LiNO₃含量和更高的温度通过优先的LiNO₃分解促进了双层或多层SEI的形成,改善了循环性能.
• 然而,增加的LiNO₃和温度也可能使SEI变厚,降低初始库伦比克效率并增加过量的潜力.

结论:

• 确定了一种最佳的SEI结构,其特点是具有Li₂O丰富的内层和密集的外粒的多层配置.
• 这种优化的SEI结构有效地减少了电解质分解和腐蚀,提高了LMA性能.