Dynamic shielding of electrified interface enables high-voltage lithium batteries

电磁屏蔽 锂(药物) 接口(物质) 材料科学 电压 纳米技术 光电子学 电气工程 工程类 复合材料 医学 毛细管数 内分泌学 毛细管作用
作者
Long Chen,Haikuo Zhang,Ruhong Li,Shuo‐Qing Zhang,Tao Zhou,Baochen Ma,Chunnan Zhu,Xuezhang Xiao,Tao Deng,Lixin Chen,Xiulin Fan
出处
期刊:Chem [Elsevier BV]
卷期号:10 (4): 1196-1212 被引量:29
标识
DOI:10.1016/j.chempr.2024.01.001
摘要

Summary

The electric double layer (EDL) plays a pivotal role in the interfacial reactions that occur within lithium batteries. However, theoretical models beyond the empirical Guy-Chapman-Stern (GCS) model to understand reaction mechanisms and tuning principles are lacking. Herein, we introduce a quantitative parameter of region d within the EDL, which successfully elucidates the correlation between the EDL functional domain and the oxidation resistance of electrolytes. The reduced spatial scale of d results in a rapid decay of interface potential to the bulk level, effectively suppressing the continuous decomposition of the electrolyte. By precisely modulating the functional area represented by d, the designed 1.5 M LiFSI in a (3,3,3-Trifluoropropyl) trimethoxysilane (TFTMS) electrolyte exhibits remarkably high oxidation stability of >5.5 V and enables simultaneous stabilization of Li metal, graphite, and high-voltage layered cathodes. The EDL model incorporated with quantitative functional area d offers a promising path to guide the advancement of high-energy Li batteries.
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