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    清華/北理工/中科院聯(lián)手JACS
    來源: 時(shí)間:2023-05-05 10:56:46 瀏覽:1869次

    第一作者:Yu-Xing Yao

    通訊作者:張強(qiáng)教授、閆崇教授和文銳研究員

    通訊單位:清華大學(xué)&北京理工大學(xué)&中國科學(xué)院化學(xué)研究所

    DOI: https://doi.org/10.1021/jacs.2c13878










    研究背景

    固體電解質(zhì)界面(solid electrolyte interphase, SEI)是一種5-50 nm厚的電子絕緣和離子傳導(dǎo)鈍化膜,可保護(hù)高度還原的負(fù)極。然而,SEI在新電極表面上的初始成核和生長模式仍然難以捉摸。同時(shí),精確量化SEI的成核和生長模式必須結(jié)合經(jīng)典模型和原位觀測,這方面的研究還很缺乏。基于此,清華大學(xué)張強(qiáng)教授、中科院化學(xué)研究所文銳研究員和北京理工大學(xué)閆崇教授(共同通訊作者)等人報(bào)道了基于經(jīng)典成核理論和原位原子力顯微鏡成像,量化了兩種具有代表性的SEI在碳質(zhì)負(fù)極上的生長模式。










    文章要點(diǎn)

    1、研究基于經(jīng)典成核理論和原位原子力顯微鏡成像,量化了兩個(gè)代表性SEI的成核和生長模式。

    2、研究發(fā)現(xiàn)無機(jī)SEI的形成遵循2D/3D混合生長模式,高度依賴過電位,過電位大有利于2D生長。有機(jī)SEI嚴(yán)格遵循2D瞬時(shí)成核和生長模型,無論過電位如何,都能實(shí)現(xiàn)電極的完美外延鈍化。

    3、研究還進(jìn)一步證明了,在電池形成過程中使用大電流脈沖可促進(jìn)2D無機(jī)SEI生長并提高容量保持率。










    圖文展示

    圖1. CB電極上SEI成核和生長的恒流-電壓曲線和電流-時(shí)間瞬態(tài)

    圖2.在WSE中,LiFSI衍生的無機(jī)SEI在HOPG電極上成核和生長的原位監(jiān)測

    圖3.在WSE+0.2 EC電解液中,原位監(jiān)測EC衍生有機(jī)SEI在HOPG上的成核和生長

    圖4. HOPG電極上SEI形成的原理圖

    圖5.石墨|LFP電池的性能


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