【科技】ACS Nano重磅：鋰電池負(fù)極SEI研究

鋰離子電池中的固體電解質(zhì)界面（SEI）層是決定電池循環(huán)壽命、性能和安全性的關(guān)鍵因素。SEI層由液態(tài)電解質(zhì)的各種分解產(chǎn)物組成，其主要功能是鈍化電極表面，減少與電解質(zhì)的副反應(yīng)。然而，SEI層的確切結(jié)構(gòu)、成分和功能仍然是一個(gè)懸而未決的問(wèn)題，尤其是在硅基負(fù)極中，這些負(fù)極因其較高的比容量而受到廣泛關(guān)注。

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電池安全 | 【原位固化】構(gòu)建剛-韌SEI實(shí)現(xiàn)高安全性鋰金屬電池

可充電的高能量密度鋰金屬電池由于其超高的理論比容量（3860 mAh g?1）以及更低的電化學(xué)電位，其發(fā)展對(duì)于未來(lái)的儲(chǔ)能電池產(chǎn)業(yè)比如電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池和大規(guī)模儲(chǔ)能電站有著重要的意義。在鋰金屬電池中，電極/電解質(zhì)界面（SEI）的構(gòu)建是穩(wěn)定鋰金屬負(fù)極運(yùn)行和提高電池安全性能的關(guān)鍵，因?yàn)槠淠軌蛴行б种曝?fù)極表面副反應(yīng)并有利于鋰的穩(wěn)定沉積。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，電解質(zhì)在低電位時(shí)會(huì)發(fā)生還原分解，其分解產(chǎn)物構(gòu)成了鋰金屬負(fù)極表面的SEI。鋰金屬電池中液態(tài)電解質(zhì)分解生成的SEI往往有疏松、機(jī)械強(qiáng)度低的問(wèn)題，其會(huì)在電池的運(yùn)行中不斷的破裂和再生，繼而不斷地消耗電池內(nèi)部有限的電解液含量并導(dǎo)致較低的庫(kù)侖效率，嚴(yán)重降低鋰金屬電池的放電容量、帶來(lái)一系列的安全問(wèn)題甚至失效、起火爆炸。不穩(wěn)定的SEI層會(huì)導(dǎo)致鋰沉積的不均勻，造成惡性循環(huán)，這些嚴(yán)重的安全問(wèn)題嚴(yán)重阻礙了鋰金屬負(fù)極電池的發(fā)展。

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忠南國(guó)立大學(xué)Jaebeom Lee等綜述：全固態(tài)鋰硫電池商業(yè)化研究進(jìn)展

鋰離子電池(LIBs)具有高的能量密度和長(zhǎng)的循環(huán)壽命，使其成為便攜式設(shè)備和電動(dòng)汽車(chē)中儲(chǔ)能的首選。然而，LIBs面臨著能量?jī)?chǔ)存能力低、低溫性能差以及電極的高活性和有機(jī)電解質(zhì)的易燃性導(dǎo)致的安全風(fēng)險(xiǎn)等挑戰(zhàn)，無(wú)法滿(mǎn)足不斷增長(zhǎng)的需求。設(shè)計(jì)具有高離子導(dǎo)電性和在常溫下具有良好可成型性的固態(tài)電解質(zhì)(SSEs)可能是解決LIBs安全問(wèn)題和提高能量密度的可行解決方案。全固態(tài)鋰硫電池(ASSLSBs)具有出色的熱穩(wěn)定性，且硫化物基固態(tài)電解質(zhì)具有較高的離子導(dǎo)電性能，并能在循環(huán)過(guò)程中保持低的界面電阻。此外，硫化物材料還具有良好的機(jī)械性能和降低的成本。然而，在基礎(chǔ)科學(xué)研究和現(xiàn)實(shí)世界實(shí)施之間存在顯著差距，這是阻礙ASSLSBs在商業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的重要障礙。

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