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Nano Energy:通過(guò)丙烯腈電聚合調(diào)節(jié)鋰金屬電池中鋰沉積

Nano Energy:通過(guò)丙烯腈電聚合調(diào)節(jié)鋰金屬電池中鋰沉積
眾所周知,在液態(tài)電解液中的鋰沉積總是伴隨著陰離子和溶劑的化學(xué)和電化學(xué)分解。分解產(chǎn)物瞬間鈍化鋰表面,形成具有顯著體積膨脹的多孔結(jié)構(gòu)(即苔蘚狀鋰)。這些連續(xù)的寄生反應(yīng)還導(dǎo)致鋰金屬負(fù)極的庫(kù)侖效率(CE)低,電解液消耗快,形成死鋰。
美國(guó)加州大學(xué)河濱分校Juchen Guo等人報(bào)道丙烯腈 (AN) 作為碳酸酯基電解液中的有效添加劑,可實(shí)現(xiàn)均勻致密的鋰沉積并提高鋰金屬負(fù)極的庫(kù)侖效率。
Nano Energy:通過(guò)丙烯腈電聚合調(diào)節(jié)鋰金屬電池中鋰沉積
電化學(xué)、光譜和理論研究表明,在鋰沉積過(guò)程中電解液發(fā)生電化學(xué)分解之前,AN 在鋰表面進(jìn)行電聚合。由此產(chǎn)生的聚丙烯腈人造固體電解質(zhì)界面使鋰沉積物的成核和生長(zhǎng)均勻,副反應(yīng)顯著減少。
AN添加劑的有效性在0.4 Ah Li||LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2軟包電池(使用50 μm Li負(fù)極,3 mAh cm-2正極面積容量和 4 g Ah -1電解液)中得到驗(yàn)證,它在實(shí)用充放電條件下具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性。
Nano Energy:通過(guò)丙烯腈電聚合調(diào)節(jié)鋰金屬電池中鋰沉積
圖1 SEI組成的XPS分析
Nano Energy:通過(guò)丙烯腈電聚合調(diào)節(jié)鋰金屬電池中鋰沉積
圖2 電化學(xué)性能
Regulating Lithium Deposition via Electropolymerization of Acrylonitrile in Rechargeable Lithium Metal Batteries. Nano Energy 2021. DOI: 10.1016/j.nanoen.2021.106298

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