磷是钾离子电池负极材料中理论比容量最高的负极材料,具有很好的应用前景。然而,迄今为止,其仍存在与硅负极相似的缺点,如电子导电性差,体积变化大,因此人们致力于合成磷/碳杂化材料。然而,由于容量衰减机理尚不清楚,其电化学性能仍不尽如人意。
近日,天津大学孙洁教授,淮阴师范学院Cheng Liu设计了以金属磷和金属钾分别作为工作电极和对电极的电池,发现在钾化过程中也存在多磷化物的溶解和穿梭行为。为了解决这个问题,通过调节电解质体系,在P粒子表面形成了稳定的固体电解质界面(SEI)层。
文章要点
1)致密的SEI层能在一定程度上抑制聚磷酸盐的溶解,但其厚度太大,不会消耗太多的电解液,导致ICE较低。
2)在优化电解液的基础上,进一步结合电极材料的表面改性,利用LiF对聚磷酸盐有很强的化学吸附作用,并能防止聚磷酸盐在SEI形成前扩散到电解液中。此外,它还可以减少P负极与电解液之间的副反应,从而与所设计的电解液相结合,有助于形成薄、稳定、均匀的SEI层。
参考文献
Cheng Liu , Zhanxu Yang , Jie Sun , Synergistic strategy of the phospho-
rus anode decorated by LiF and combined with KFSI-based electrolyte against shuttle effect of dissoluble polyphosphides for boosting potassium-storage performance, Energy Storage Materials (2022),
DOI:10.1016/j.ensm.2022.08.050
https://doi.org/10.1016/j.ensm.2022.08.050