Understanding the Roles of the Electrode/Electrolyte Interface for Enabling Stable Li∥Sulfurized Polyacrylonitrile Batteries

聚丙烯腈 材料科学 电解质 阴极 电极 阳极 化学工程 X射线光电子能谱 扫描电子显微镜 复合材料 聚合物 物理化学 化学 工程类
作者
Zhaohui Wu,Seong‐Min Bak,Zulipiya Shadike,Sicen Yu,Enyuan Hu,Xing Xing,Yonghua Du,Xiao‐Qing Yang,Haodong Liu,Ping Liu
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:13 (27): 31733-31740 被引量:55
标识
DOI:10.1021/acsami.1c07903
摘要

Sulfurized polyacrylonitrile (SPAN) is a promising high-capacity cathode material. In this work, we use spatially resolved X-ray absorption spectroscopy combined with X-ray fluorescence (XRF) microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, and scanning electron microscopy to examine the structural transformation of SPAN and the critical role of a robust cathode-electrolyte interface (CEI) on the electrode. LiSx species forms during the cycling of SPAN. However, in carbonate-based electrolytes and ether-based electrolytes with LiNO3 additives, these species are well protected by the CEI and do not dissolve into the electrolytes. In contrast, in an ether-based electrolyte without the LiNO3 additive, LiSx species dissolve into the electrolyte, resulting in the shuttle effect and capacity loss. Examination of the Li anode by XRF and SEM reveals dense spherical Li morphology in ether-based electrolytes, but sulfur is present in the absence of the LiNO3 additive. In contrast, porous dendritic Li is found in the carbonate electrolyte. These analyses established that an ether-based electrolyte with LiNO3 is a superior choice that enables stable cycling of both electrodes. Based on these insights, we successfully demonstrate the stable cycling of high areal loading SPAN cathode (>6.5 mA h cm-2) with lean electrolyte amounts, showing promising Li∥SPAN cell performance under practical conditions.
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
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
刚刚
刚刚
how完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
1秒前
ww发布了新的文献求助10
1秒前
所所应助小木林采纳,获得10
1秒前
1秒前
布布完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
2秒前
leo发布了新的文献求助10
2秒前
C1发布了新的文献求助10
2秒前
slouchy发布了新的文献求助30
2秒前
ry完成签到,获得积分10
3秒前
哈哈哈发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
花开富贵完成签到 ,获得积分10
3秒前
mg完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
思源应助hujiaodawang采纳,获得10
4秒前
surivoyage发布了新的文献求助30
4秒前
Kevin Li发布了新的文献求助10
4秒前
mute发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
浩浩好好完成签到,获得积分10
5秒前
123完成签到,获得积分20
5秒前
正直的一一得到完成签到,获得积分20
5秒前
5秒前
6秒前
科研通AI2S应助sda采纳,获得10
6秒前
6秒前
6秒前
网站技术人员完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
7秒前
杨文成发布了新的文献求助10
7秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Metallurgy at high pressures and high temperatures 2000
Tier 1 Checklists for Seismic Evaluation and Retrofit of Existing Buildings 1000
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 1000
The Organic Chemistry of Biological Pathways Second Edition 1000
Free parameter models in liquid scintillation counting 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6331652
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8148299
关于积分的说明 17101162
捐赠科研通 5387483
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2856159
邀请新用户注册赠送积分活动 1833655
关于科研通互助平台的介绍 1684920