Electrolyte design for LiF-rich solid–electrolyte interfaces to enable high-performance microsized alloy anodes for batteries

法拉第效率 电解质 阳极 合金 材料科学 电池(电) 阴极 化学工程 锂(药物) 纳米技术 电极 复合材料 化学 物理化学 工程类 医学 功率(物理) 物理 量子力学 内分泌学
作者
Ji Chen,Xiulin Fan,Qin Li,Hongbin Yang,M. Reza Khoshi,Yaobin Xu,Sooyeon Hwang,Long Chen,Xiao Ji,Chongyin Yang,Huixin He,Chongmin Wang,Eric Garfunkel,Dong Su,Oleg Borodin,Chunsheng Wang
出处
期刊:Nature Energy [Springer Nature]
卷期号:5 (5): 386-397 被引量:1032
标识
DOI:10.1038/s41560-020-0601-1
摘要

Lithium batteries with Si, Al or Bi microsized (>10 µm) particle anodes promise a high capacity, ease of production, low cost and low environmental impact, yet they suffer from fast degradation and a low Coulombic efficiency. Here we demonstrate that a rationally designed electrolyte (2.0 M LiPF6 in 1:1 v/v mixture of tetrahydrofuran and 2-methyltetrahydrofuran) enables 100 cycles of full cells that contain microsized Si, Al and Bi anodes with commercial LiFePO4 and LiNi0.8Co0.15Al0.05O2 cathodes. Alloy anodes with areal capacities of more than 2.5 mAh cm−2 achieved >300 cycles with a high initial Coulombic efficiency of >90% and average Coulombic efficiency of >99.9%. These improvements are facilitated by the formation of a high-modulus LiF–organic bilayer interphase, in which LiF possesses a high interfacial energy with the alloy anode to accommodate plastic deformation of the lithiated alloy during cycling. This work provides a simple yet practical solution to current battery technology without any binder modification or special fabrication methods. Chunsheng Wang and colleagues develop an electrolyte strategy to enable the use of commercially available microsized alloys, such as Si–Li, as high-performance battery anodes. They ascribe its success to the formation of robust LiF-rich layers as the solid–electrolyte interface.
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
昏睡的绮玉完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
夜莺应助无羡采纳,获得10
1秒前
一键变瘦发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
1秒前
2秒前
英姑应助SSU采纳,获得10
2秒前
北冥鱼发布了新的文献求助10
2秒前
mieyy完成签到,获得积分10
2秒前
yuhen发布了新的文献求助20
2秒前
哦莫发布了新的文献求助10
3秒前
hao发布了新的文献求助10
3秒前
bkagyin应助袁青寒采纳,获得10
3秒前
二月why完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
GuanguanYaa发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
嘻嘻完成签到,获得积分10
4秒前
小虫发布了新的文献求助10
4秒前
研友_LkD29n完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
xiaojiu发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
6秒前
李梓权完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
萨菲罗斯发布了新的文献求助10
6秒前
化工波比发布了新的文献求助10
6秒前
英勇皮皮虾完成签到,获得积分10
6秒前
十一发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
7秒前
zhang发布了新的文献求助10
7秒前
丫丫完成签到,获得积分10
7秒前
222发布了新的文献求助10
7秒前
ranlan完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
xing发布了新的文献求助10
8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
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1561
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 1200
Holistic Discourse Analysis 600
Atlas of Liver Pathology: A Pattern-Based Approach 500
Latent Class and Latent Transition Analysis: With Applications in the Social, Behavioral, and Health Sciences 500
Using Genomics to Understand How Invaders May Adapt: A Marine Perspective 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5506056
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4601542
关于积分的说明 14477374
捐赠科研通 4535544
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2485440
邀请新用户注册赠送积分活动 1468399
关于科研通互助平台的介绍 1440887