夏永姚教授组:再次讨论实用条件下高能金属锂电池先进SEI膜的设计原则

研究团队:复旦大学夏永姚教授团队联合中科院物理研究所王雪峰教授,美国波士顿学院Junwei Lucas Bao教授,中科院宁波材料所沈彩教授
研究内容:利用冷冻电镜,深度X射线光电子能谱以及原子力显微镜等技术研究了醚类和酯类电解液中形成SEI膜的结构,成分以及力学性质特征。同时,理论计算表明相比于醚类溶剂,酯类溶剂分子更容易和金属锂反应,形成富含有机成分的SEI膜,该膜中无机成分分散在有机成分中,形成一种马赛克的结构,这样的SEI膜的杨氏模量很低很容易被锂枝晶刺穿。而醚类电解液中的SEI膜则是一种多层的结构,具有一层致密无机层且具有较高的杨氏模量。基于此,论文作者提出了在酯类电解液通过优化电解液成分设计先进SEI膜的方法。所设计的SEI膜具有多层结构,包括无机层和很薄的有机层。因此,在该优化的酯类电解液中锂沉积的库伦效率高达98.5%。在有限金属锂(N/P=0.5, 1)和无锂全电池中都表现出优异的循环性能。
文献信息:Revisiting the Designing Criteria of Advanced Solid Electrolyte Interphase on Lithium Metal Anode under Practical Condition. (Nano Energy, 2021, DOI:10.1016/j.nanoen.2021.105847) [原文链接]

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