Synthesizing an inorganic-rich solid electrolyte interphase by tailoring solvent chemistry in carbonate electrolyte for enabling high-voltage lithium metal batteries

电解质 碳酸乙烯酯 溶解 阳极 碳酸盐 化学工程 碳酸二乙酯 化学 碳酸丙烯酯 碳酸二甲酯 碳酸锂 无机化学 锂(药物) 材料科学 电极 离子 离子键合 有机化学 物理化学 医学 工程类 内分泌学 甲醇
作者
Qiwen Ran,Hongyuan Zhao,Jintao Liu,Lei Li,Qiang Hu,Fuquan Nie,Xingquan Liu,Sridhar Kormarneni
出处
期刊:Journal of Energy Chemistry [Elsevier]
卷期号:82: 475-483 被引量:17
标识
DOI:10.1016/j.jechem.2023.03.009
摘要

High-voltage (>4.0 V) lithium metal battery (LBM) is considered to be one of the most promising candidates for next-generation high-energy batteries. However, the commercial carbonate electrolyte delivers a poor compatibility with Li metal anode, and its organic dominated solid electrolyte interphase (SEI) shows a low interfacial energy and a slow Li+ diffusion ability. In this work, an inorganic LiF-Li3N rich SEI is designed to enable high-voltage LBM by introducing nano-cubic LiF and LiNO3 into 1 M LiPF6 ethylene carbonate (EC)/dimethyl carbonate (DMC) (v:v = 1:1) electrolyte. Specifically, the unique nano-cubic structure of as-synthetized LiF particles achieves its high concentration dissolution in carbonate electrolyte to enhance the interfacial energy of SEI. In addition, tetramethylene sulfolane (TMS) is used as a carrier solvent to dissolve LiNO3 in the carbonate electrolyte, thereby deriving a Li3N-rich SEI. As a result, the as-designed electrolyte shows a high average Li plating/striping CE of 98.3% after 100 cycles at 0.5 mA cm−2/0.5 mA h cm−2. Furthermore, it also enables the ultrathin Li (∼50 μm) ‖LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NCM, 4.4 mA h cm−2) full cell to deliver a high-capacity retention of 80.4% after 100 cycles with an outstanding average CE of 99.7%. Notably, the practical application prospect of the modified electrolyte is also estimated in LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2‖Li pouch cell with an energy density of 261.2 W h kg−1. This work sheds light on the internal mechanism of Li+ transport within the inorganic dominated SEI and provides a simple approach to stabilize the high-voltage LMBs.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
陈秋完成签到,获得积分10
刚刚
啦啦啦啦完成签到 ,获得积分10
3秒前
zodiac完成签到,获得积分10
7秒前
求助应助陈秋采纳,获得10
7秒前
清爽的火车完成签到 ,获得积分10
11秒前
酸辣完成签到 ,获得积分10
14秒前
娇娇大王完成签到,获得积分10
18秒前
April完成签到 ,获得积分10
22秒前
chenying完成签到 ,获得积分0
27秒前
song完成签到 ,获得积分10
37秒前
scenery0510完成签到,获得积分10
37秒前
研友_nVWP2Z完成签到 ,获得积分10
39秒前
李崋壹完成签到 ,获得积分10
42秒前
WANG完成签到,获得积分10
45秒前
小巧问芙完成签到 ,获得积分10
53秒前
sowhat完成签到 ,获得积分10
55秒前
mojito完成签到 ,获得积分10
1分钟前
忆茶戏完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Dave完成签到 ,获得积分10
1分钟前
饱满一手完成签到 ,获得积分10
1分钟前
onevip完成签到,获得积分10
1分钟前
qianci2009完成签到,获得积分10
2分钟前
guo完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Yolenders完成签到 ,获得积分10
2分钟前
伊yan完成签到 ,获得积分10
2分钟前
bubble嘞完成签到 ,获得积分10
2分钟前
ESC惠子子子子子完成签到 ,获得积分10
2分钟前
饱满绮波完成签到 ,获得积分10
2分钟前
奋斗的妙海完成签到 ,获得积分0
2分钟前
思苇完成签到 ,获得积分10
2分钟前
LiShin完成签到 ,获得积分10
2分钟前
夏秋完成签到 ,获得积分10
2分钟前
万能图书馆应助yanice采纳,获得30
2分钟前
杨永佳666完成签到 ,获得积分10
2分钟前
面包完成签到 ,获得积分10
2分钟前
stiger完成签到,获得积分10
2分钟前
summer完成签到,获得积分10
2分钟前
tt完成签到 ,获得积分10
2分钟前
3分钟前
枫威完成签到 ,获得积分10
3分钟前
高分求助中
Licensing Deals in Pharmaceuticals 2019-2024 3000
Effect of reactor temperature on FCC yield 2000
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 1020
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 800
Impiego dell'associazione acetazolamide/pentossifillina nel trattamento dell'ipoacusia improvvisa idiopatica in pazienti affetti da glaucoma cronico 730
錢鍾書楊絳親友書札 600
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3294696
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2930565
关于积分的说明 8446295
捐赠科研通 2602848
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1420757
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 660682
邀请新用户注册赠送积分活动 643460