Beneficial vs. Inhibiting Passivation by the Native Lithium Solid Electrolyte Interphase Revealed by Electrochemical Li+ Exchange

电解质 法拉第效率 电化学 阳极 锂(药物) 钝化 相间 化学 离子交换 交换电流密度 快离子导体 无机化学 材料科学 化学工程 电极 离子 纳米技术 物理化学 图层(电子) 塔菲尔方程 有机化学 内分泌学 工程类 生物 医学 遗传学
作者
Gustavo M. Hobold,Kyeong‐Ho Kim,Betar M. Gallant
标识
DOI:10.26434/chemrxiv-2022-j04d3
摘要

Despite being a leading candidate to meet stringent energy targets of Li-ion batteries, the lithium (Li) metal anode has yet to achieve Coulombic efficiency (CE) requirements for long cycle life (>99.9%), particularly at high rates (>1 C). These limitations derive from the native solid electrolyte interphase (SEI) which, among multiple functions, stabilizes and protects deposited Li. The SEI also plays a critical role in regulating Li+ exchange between the electrolyte and the electrode, but quantification of this effect has been non-straightforward, and a general relationship between Li+ exchange and CE has not been clearly elucidated to date. Using electrochemical impedance and voltammetry, we report self-consistent Li+ exchange values of native SEIs over a range of relevant electrolytes with CE spanning 78.0% to >99%. CE and its retention at high rates are found to be positively correlated with the rate of SEI Li+ exchange. Additionally, Li+ exchange rates increased during cycling in high-CE electrolytes, in some cases by an order of magnitude to exceed 10 mA/cm2, whereas for low-CE electrolytes they remained low (<1 mA/cm2), revealing a chemistry-dependent picture of SEI evolution with often-complex dynamics. The evolution in Li+ exchange unique to high-CE electrolytes also provides insights into the role and effectiveness of the formation cycle on Cu current collectors upon the first plating step. Altogether, these findings indicate that Li+ exchange governs several key processes related to Li deposition and cycling efficiency. Consequently, its quantification can help to guide future high-CE electrolyte design, particularly targeting high rates (>1 mA/cm2).
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
wqy完成签到 ,获得积分10
刚刚
ANG发布了新的文献求助10
1秒前
微雨若,,完成签到 ,获得积分10
2秒前
rong完成签到,获得积分10
2秒前
bird完成签到,获得积分10
4秒前
新伟张发布了新的文献求助10
6秒前
猪猪hero发布了新的文献求助10
6秒前
天天快乐应助GLv采纳,获得10
7秒前
罗马没有马完成签到 ,获得积分10
7秒前
zik应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
大个应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
BowieHuang应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
bkagyin应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
orixero应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
心心子完成签到 ,获得积分10
8秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
彭于彦祖应助科研通管家采纳,获得30
9秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
bkagyin应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
ymxlcfc完成签到 ,获得积分10
9秒前
老福贵儿应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
9秒前
9秒前
orixero应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
9秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
大个应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
高兴醉薇完成签到 ,获得积分10
9秒前
自信的高山完成签到,获得积分10
9秒前
爆米花应助ANG采纳,获得10
10秒前
10秒前
10秒前
11秒前
11秒前
11秒前
11秒前
11秒前
12秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Agriculture and Food Systems Third Edition 2000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 临床微生物学程序手册,多卷,第5版 2000
人脑智能与人工智能 1000
King Tyrant 720
Silicon in Organic, Organometallic, and Polymer Chemistry 500
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5599964
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4685775
关于积分的说明 14839249
捐赠科研通 4674464
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2538479
邀请新用户注册赠送积分活动 1505631
关于科研通互助平台的介绍 1471109