锂金属电极界面上固态电解质界面中异质界面电子传输特性
材料科学
2025-01-23 v1
摘要
在充电电池中，固态电解质界面（SEI）中无机材料的电子传输特性决定了电池的安全性、寿命和容量衰减。然而，尽管SEI中不同固态无机材料之间的异质界面必然存在，却尚未在实验或理论上研究其电子传输特性。本文采用非平衡格林函数（NEGF）方法，理论评估了在偏压电压下LiF/Li2O界面以及单组分层的原子尺度电子传输特性，因为LiF和Li2O是SEI中常见的稳定无机材料。我们发现，与外部电场方向垂直的异质界面显著阻碍电子在SEI中的传输，而平行取向的异质界面则促进电子传输。结构无序因稀疏分布的界面而引起的密集异质界面会严重干扰电子传输。对于每种组分，单晶LiF对阻止电子传输效果极佳，其临界厚度为2.9 nm，远小于Li2O的19.0 nm。这一研究为从直接定量角度理解SEI中异质界面电子传输特性，为开发新一代高性能电池提供了新思路。
引用
@article{arxiv.2501.12686,
title = {Electron transport properties of heterogeneous interfaces in solid electrolyte interphase on lithium metal anodes},
author = {Xiangyi Zhou and Rongzhi Gao and Ziyang Hu and Weijun Zhou and YanHo Kwok and GuanHua Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.12686},
year = {2025}
}
备注
This is the first time that the quantitative study of electron transport properties of atomic-scale heterogeneous interfaces in SEI has been conducted