锂(Li)金属电池中的固体电解质界面(SEI)通常是不均匀的,包含各种各样的物种,并且具有较差的机械稳定性。SEI在电化学循环过程中不断发生开裂和重构,并伴随着活性锂和电解质的耗尽,从而阻碍了电池的实际应用。在这里,北京理工大学黄佳琦提出了SEI的原位结构设计,以促进其均匀性并提高其机械稳定性。
本文要点:
1)作者通过三恶烷调制的电解质来定制SEI的双层结构:内层以LiF为主,以提高均匀性,而外层含有聚氧化锂,以提高机械稳定性,从而协同导致SEI的重建和可逆的Li电镀/剥离。
2) 纽扣电池由超薄锂金属阳极(50 μm)和高负载阴极(3.0 mAh cm−2)与定制的双层SEI在1.2 mA cm−2下实现430次循环测试 ,而具有阴离子衍生SEI的电池在相同条件下仅经历200次循环。而具有1.8的低负/正容量比和2.1g Ah−1贫电解质的440 Wh kg−1软包电池(5.3 Ah) 实现了130次循环。
Qian-Kui Zhang et.al Homogeneous and mechanically stable solid–electrolyte interphase enabled by trioxane-modulated electrolytes for lithium metal batteries Nature Energy 2023
DOI: 10.1038/s41560-023-01275-y
https://doi.org/10.1038/s41560-023-01275-y