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Chem. Asian J. :锂金属负极界面层策略的研究进展2023-12-10
金属锂负极因其高达3860mAhg-1的理论容量和低至-3.04 V的电化学还原电势(vs.标准氢电极)成为了二次电池的终极理想负极材料,在科研和商业领域得到了广泛的关注。尽管金属锂负极具有广阔的应用前景,但在其实际应用中,金属锂与电解液间的自发副反应严重限制了其发展。人工植入优化的固体电解质界面膜(SEI)在稳定金属锂-电解液界面方面获得了显著成效,有效提高了锂金属二次电池的电化学性能和安全性。

近日,徐州工程学院潘越讲师和中国科学院化学研究所张莹副研究员详细回顾并总结了针对液态和固态电解质体系中人工SEI的构筑策略,概括了人工SEI的组成、结构及性能(稳定性、离子电导率、致密度和柔韧性等)对锂金属二次电池性能的影响。本综述也对未来人工SEI的研究前景进行了展望。

 

 

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理想的人工SEI应满足以下四个特征:(1)高离子电导率,适宜厚度,结构致密,引导锂离子流分布均匀;(2)成分、形貌和结构均质,防止锂在局部不均匀成核和生长;(3)高杨氏模量,抑制锂枝晶;(4)高柔韧性,防止在反复充放电过程中因锂体积膨胀界面层发生破裂。研究表明,无机、有机及无机/有机复合三种人工SEI均可在一定程度上有效抑制枝晶生长、提升金属锂负极的电化学性能。但复合SEI可协同无机、有机相的优势,性能更优异。受制备方法、制造成本及大倍率下的稳定性等因素限制,人工SEI的组成、结构及界面兼容性等方面,仍然需要不断改善和进一步的探索与研究。

文信息

Solid Electrolyte Interphase Architecture for a Stable Li-electrolyte Interface

Yue Pan, Ying Zhang

文章第一作者为徐州工程学院潘越讲师。

Chemistry – An Asian Journal

DOI: 10.1002/asia.202300453

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