通过耦合液态电化学 TEM 和 GC/MS 探讨阴极电解质界面形成机制
化学物理
2025-10-15 v1
摘要
深入理解阴极电解质界面（CEI）形成机制对于阐明电池退化至关重要。本文将液态电化学透射电子显微镜（ec-TEM）与气相色谱质谱（GC/MS）相结合，用于在真实电化学环境中监测 CEI 的演化，聚焦于高电压下的电解质行为。电化学响应、循环后气体和液体分析，以及对工作电极（WE）上沉积物的观察，揭示了支配 CEI 形成、稳定和组成的过程。在 4-6 V 之间循环导致分散粒子而非连续薄膜形成。这些粒子部分由 LiF 组成，以及一种无晶体相，防止在高电位处溶解。在 2.5-5.5 V 之间循环时，出现阴极电流峰，表明形成 36 nm 厚的无晶体薄膜，无晶体 LiF，归因于 EC 氧化产生成 HF 及随后在更高电位处形成 LiF。LiF 的溶解似乎遵循两个步骤的路径：电解质氧化形成可溶中间体，随后在较低电位处被还原，以产生能够溶解 LiF 的物种。这些结果为 CEI 形成和溶解机制提供了新见解，强调需要通过不同电位窗口和非碳酸盐电解质进行进一步研究以验证这些发现。
关键词
引用
@article{arxiv.2510.12467,
title = {Investigation of Cathode Electrolyte Interphase Formation via Coupling Liquid Electrochemical TEM and GC/MS},
author = {Kevyn Gallegos-Moncayo and Josephine Rezkallah and Justine Jean and Arash Jamali and Grégory Gachot and Arnaud Demortière},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.12467},
year = {2025}
}
备注
13 pages, 6 figues