Additives synergy for stable interface formation on rechargeable lithium metal anodes

材料科学 阳极 电解质 法拉第效率 碳酸乙烯酯 锂(药物) 金属 阴极 化学工程 离子键合 电极 金属锂 纳米技术 无机化学 离子 有机化学 化学 冶金 物理化学 内分泌学 工程类 医学
作者
Guorui Zheng,Yuxuan Xiang,Shijian Chen,Swapna Ganapathy,Tomas Verhallen,Ming Liu,Guiming Zhong,Jianping Zhu,Xiang Han,Weiwei Wang,Weimin Zhao,Marnix Wagemaker,Yong Yang
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier]
卷期号:29: 377-385 被引量:83
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2019.12.027
摘要

The attention towards lithium (Li) metal anodes has been rekindled in recent years as it would boost the energy-density of Li batteries. However, notorious safety issues and cycling instability severely hinder their commercialization, especially when cycled in traditional carbonic ester electrolytes that exhibit a wide voltage window and are compatible with most of the cathode materials. Herein, lithium difluorophosphate (LiDFP) and vinylene carbonate (VC) are combined, and demonstrated to be synergistic in constructing in situ a mechanically stable and highly Li-ion conducting surface film on the Li metal anode. This results in uniform and compact Li deposition largely suppressing the formation of Li dendrites, dead lithium and irreversible Li-species as revealed by operando neutron depth profiling (NDP). This enables long-term cycling stability and enhancement of the Coulombic efficiency for rechargeable Li metal anodes. By combining solid state nuclear magnetic resonance (SSNMR) and spectroscopic studies, it is demonstrated that VC slows down the LiDFP reduction, yet promoting the breaking of the P–F bonds, which leads to a protective film. This film is rich in LiF–Li3PO4 inorganic compounds, distributed homogeneously, that is embedded in a matrix of P–O–C species and macromolecular organic compounds like lithium ethylene dicarbonate. This composition is responsible for the improved ionic conductivity and mechanical stability of the protective film during extended cycles. The detailed insight in the additives interaction provides new opportunities for the design of rational surface films necessary for realizing high-performance lithium metal batteries.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
想毕业的小橙子完成签到,获得积分10
2秒前
4秒前
嘉嘉完成签到 ,获得积分10
5秒前
高翔发布了新的文献求助10
5秒前
冷静梦露发布了新的文献求助10
6秒前
结实的含烟应助tanglu采纳,获得10
6秒前
所所应助怡崽采纳,获得10
9秒前
aa1212121发布了新的文献求助10
9秒前
小高完成签到,获得积分10
9秒前
深情安青应助笑点低的豪采纳,获得10
10秒前
linlin应助云朵上的鱼采纳,获得30
10秒前
行悟发布了新的文献求助10
10秒前
郭郭郭发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
12秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
SYLH应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
顾矜应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
大个应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
FIN应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
13秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
打打应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
ivynne应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
天天快乐应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
13秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
SYLH应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
FIN应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
无花果应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
SYLH应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
14秒前
14秒前
14秒前
冷静梦露完成签到,获得积分20
14秒前
15秒前
zeng完成签到 ,获得积分10
17秒前
墨竹青浅完成签到,获得积分10
18秒前
高分求助中
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2500
Востребованный временем 2500
Agaricales of New Zealand 1: Pluteaceae - Entolomataceae 1040
지식생태학: 생태학, 죽은 지식을 깨우다 600
海南省蛇咬伤流行病学特征与预后影响因素分析 500
Neuromuscular and Electrodiagnostic Medicine Board Review 500
ランス多機能化技術による溶鋼脱ガス処理の高効率化の研究 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 纳米技术 内科学 物理 化学工程 计算机科学 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3461359
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3055047
关于积分的说明 9046247
捐赠科研通 2744983
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1505792
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 695820
邀请新用户注册赠送积分活动 695264