实现稳定锂金属负极的自形成界面设计原则
应用物理
2022-05-18 v1 化学物理
摘要
迈向更高能量密度锂离子电池的路径很可能涉及使用薄锂金属(Li)负极(厚度 <50 μm),其今日的可循环性仍受限于枝晶形成与低库仑效率。先前研究表明,锂金属的固体电解质界面(SEI)在锂的电沉积与剥离中起着关键作用。然而,锂金属上最优 SEI 的设计规则尚不完善。在此,通过对一系列结构相似的 SEI 修饰化合物作为模型体系开展实验与建模相结合的集成研究,我们揭示了 SEI 组成、锂沉积形貌与库仑效率之间的关系,并通过实验与建模集成研究确定了高性能 SEI 的两个关键描述符(离子性与致密性)。利用该认识,我们设计了一种高离子性且致密的 SEI,其在实用电流密度下的 LiCoO-Li 全电池中表现出优异的循环性能。我们的结果为理性选择和优化 SEI 修饰剂以进一步改进锂金属负极提供了指导。
引用
@article{arxiv.1903.09593,
title = {Design Principles for Self-forming Interfaces Enabling Stable Lithium Metal Anodes},
author = {Yingying Zhu and Vikram Pande and Linsen Li and Sam Pan and Bohua Wen and David Wang and Venkatasubramanian Viswanathan and Yet-Ming Chiang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.09593},
year = {2022}
}
备注
21 pages, 6 figures and Supplementary Information