通过 Li3N-丰富无机SEI 促进稳定的沉积,由多化聚合物层诱导
Wenzhu Cao1, Weimin Chen2, Zhenghan Lai2
1Key Laboratory for Green Chemical Process of Ministry of Education, Hubei Key Laboratory for Novel Reactor and Green Chemistry Technology, Hubei Engineering Research Center for Advanced Fine Chemicals, School of Chemical Engineering and Pharmacy, Wuhan Institute of Technology, Wuhan 430205, China; Institute of Nanoscience and Nanotechnology, School of Physical Science and Technology, Central China Normal University, Wuhan 430079, China.
Journal of colloid and interface science
|August 5, 2024
概括
这项研究引入了金属阳极的新型Si@PDDA接口层,使沉积均,并提高了电池的安全性和能量密度. 新设计显著改善了可充电电池的循环寿命和性能.
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:
- (Li) 金属阳极是高能电池的关键,但由于过多的,沉积不均,存在安全风险.
- 电化学预化用于控制含量,但传统的基板会导致不均的表面和脆弱的固体电解质介相层 (SEI).
- 开发稳定高效的金属阳极 (LMA) 对下一代电池至关重要.
研究的目的:
- 设计一个介面层,促进同质的涂/剥离,并形成一个稳定的,富含Li3N的SEI.
- 为了提高金属阳极的界面稳定性和电化学循环性能.
- 在传统的前化方法中解决不均表面和高核化障碍的挑战.
主要方法:
- 使用纳米Si颗粒和阴离子聚合物 (聚二甲基化物) 制造接口层,标记为Si@PDDA.
- 利用Si@PDDA层诱导金属阳极上形成一个富含Li3N的无机SEI.
- 研究Si@PDDA层对Li+核化过度潜能的影响,Li金属的生长和电解质分解动力学.
- 测试对称电池和实用的全电池,以评估电化学循环性能和稳定性.
主要成果:
- Si@PDDA接口层成功诱导了富含Li3N的SEI,提高了接口稳定性.
- 实现了统一的涂层和剥离,抑制了树岩的形成.
- 纳米Si颗粒通过合金减少了Li +核化过量的潜力,而PDDA提供了静电屏蔽并加速了电解质分解.
- 对称的细胞在1 mA cm-2下显示了900小时的循环寿命,而全细胞在低N/P容量比率约3.3下运行了160多个周期.
结论:
- Si@PDDA接口层是开发稳定和高性能金属阳极的有效策略.
- 设计的SEI层显著提高了金属电池的循环稳定性和安全性.
- 这种方法为推进高能可充电电池技术提供了一个有前途的途径.
