二氧化硅(SiOx)作为最有希望替代石墨负极的材料之一,因其容量衰减快而受到阻碍。硅SiOx上的固体电解质界面(SEI)老化被认为是最关键也是最不被了解的方面。
在这里,北京大学深圳研究生院潘锋教授,Luyi Yang利用三维聚焦离子束扫描电子显微镜(FIB-SEM)层析成像技术,揭示了SEI内部区域松散、外部区域致密的异常特征的SEI微观结构,颠覆了SEI是均匀结构的主流观点,揭示了SEI的演化过程。
文章要点
1)研究人员通过结合纳米探针和电子能量损失谱(EELS),还发现厚层SEI的电子导电性依赖于由导电剂(如碳黑颗粒)组成的渗流网络,这些渗流网络在SEI生长时嵌入其中。因此,SEI的自由生长将逐渐减弱这种电子渗流网络,从而导致SiOx的容量衰减。
2)基于这些发现,采用了一种概念验证策略,通过在电极上施加限制层来机械地限制SEI的生长。因此,通过揭示SiOx阳极SEI老化的基本理解,这项工作可能会启发未来可行的改进策略。
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Qian, G., Li, Y., Chen, H. et al. Revealing the aging process of solid electrolyte interphase on SiOx anode. Nat Commun 14, 6048 (2023).
DOI:10.1038/s41467-023-41867-6
https://doi.org/10.1038/s41467-023-41867-6