无负极锂电池被认为是高能量密度锂离子电池的终极形式。不幸的是,在无负极配置中,循环过程中不可逆的锂损耗是降低电池整体性能的主要原因。为了缓解这种恶化,在负极集流体上建立坚固的固体电解质界面必不可少。
基于此,得克萨斯大学奥斯汀分校Arumugam Manthiram报道了在无负极配置中,提出了一种简便的电化学方法,通过将电池保持在一定的电位来促进盐阴离子的分解。
文章要点
1)电位由LSV决定,其中含有溶剂化的盐阴离子开始被还原,同时避免溶剂支配的分解。密度泛函理论(DFT)计算表明,在较低的LUMO水平下,CIP对于优先分解是必不可少的,而纯溶剂或溶剂占优势的溶剂化模型很可能在较低的电位下分解。
2)研究人员发现,无论电解质类型如何,电位保持都提高了锂的可逆性,具有更高的CE,形成了更光滑/致密的表面形貌,并产生了更少的有机SEI物种。
3)最后,采用不同正极的无负极电池(Cu||LiFePO4和Cu||LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2电池)在保压后表现出更高的放电容量和循环寿命。有效缓解了电池容量衰减的问题。
这一结果为提高无负极锂电池的电化学性能提供了一种新的、简便的方法。
参考文献
Woochul Shin, and Arumugam Manthiram, A Facile Potential Hold Method for Fostering Inorganic Solid-electrolyte Interphase for Anode-free Lithium-metal Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202115909
https://doi.org/10.1002/anie.202115909