化分子的调反应动力学,在SiOx阳极上构建坚固的固体电解质界面
Shiming Chen1, Zhikang Deng1, Jiangxiao Li2
1School of Advanced Materials, Peking University Shenzhen Graduate School, Shenzhen, 518055, P. R. China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|September 20, 2024
概括
化电解质添加剂通过形成稳定的固体电解质介相 (SEI) 来改善阳极. 这项研究揭示了分子结构如何影响SEI形成动力学,以提高电池性能.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 阳极提供高容量,但在循环过程中遭受体积变化.
- 化电解质添加剂产生富含化 (LiF) 的固体电解质介面 (SEI),以稳定阳极.
- 当前的研究往往忽视了这些添加剂的分解动力学,而是专注于热力学.
研究的目的:
- 调查化电解质添加剂的分子结构及其分解动力学之间的相关性.
- 了解添加物结构如何影响阳极上的SEI层的形成和稳定性.
- 为了提高离子电池中基阳极的循环稳定性.
主要方法:
- 设计和合成两个化添加剂:二甲基甲 (F1DEM) 和二甲基2,2-二甲 (F2DEM).
- 使用了先进的特征化技术和计算模拟的组合.
- 在实践测试条件下使用5Ah 21700圆柱形电池评估电池性能.
主要成果:
- 尽管降解热力学相似,但F1DEM表现出比F2DEM更有利的降解动力学.
- F1DEM的优越动力学促进了富含LiF的SEI层的早期形成.
- 这导致SiOx阳极的SEI更强大,从而提高了循环稳定性.
- 在5Ah 21700电池的1000个循环后实现了84%的容量保留.
结论:
- 化电解质添加剂的分解动力学在SEI形成和阳极稳定性中起着至关重要的作用.
- 甲基氨酸 (F1DEM) 是一个有前途的添加剂,用于在阳极上构建稳定的SEI层.
- 这项研究强调了考虑反应动力学对于设计用于先进电池的有效电解质添加剂的重要性.
