Multifunctional Additive for Electrolyte Stabilization and Electrode/Electrolyte Interphase Regulation in High-Voltage Lithium Metal Batteries

电解质 材料科学 金属锂 相间 电极 锂(药物) 金属 无机化学 化学工程 冶金 化学 医学 物理化学 生物 工程类 遗传学 内分泌学
作者
Heyuan Sun,Yue Dong,Kai Zhang,Lu Gao,Xiujuan Chen,Xiaopeng Pei,Ying Tan
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/acsami.5c01618
摘要

Lithium-metal batteries (LMBs) incorporating nickel-rich cathodes have the potential to achieve superior energy densities. However, challenges associated with the electrolyte-electrode interphases (EEIs) have impeded the successful transition of these advanced systems into practical applications. In this study, azidotrimethylsilane (ATMS) is introduced as a multifunctional additive for traditional carbonate-based electrolytes. The azido group in ATMS plays a dual role in electrochemical reactions, with multiple nitrogen (N) atoms engaging in both nucleophilic and electrophilic interactions. These N atoms tend to undergo preferential oxidation reactions at the cathode, forming a stable cathode electrolyte interphase, while also undergoing preferential reduction reactions at the anode to inhibit lithium dendrite growth. The Si-N bond in the ATMS structure has unique reactivity, effectively neutralizing HF produced from LiPF6 decomposition, thus preventing the recurrent formation of EEIs in the battery. As a result, the long-cycle performance of Li||NCM811 is significantly improved, with capacity retention increasing from 34.7% in baseline electrolyte to 82.6% after 600 cycles. Similarly, ATMS enhances the cycling performance of Li||Li symmetric cells, extending their lifespan to over 800 h, and improves the Coulombic efficiency of Li||Cu cells from 81.6 to 91.6%. The synergistic effect of ATMS on both anodes and cathodes further significantly enhances the high-voltage performance of the LMBs.
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
jane发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
啦啦鱼完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
lllxxx完成签到 ,获得积分10
4秒前
柚子发布了新的文献求助10
6秒前
研友_VZG7GZ应助爱听歌笑寒采纳,获得10
6秒前
6秒前
shan完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
14秒前
14秒前
Ricardo完成签到 ,获得积分10
14秒前
15秒前
xx发布了新的文献求助10
18秒前
21秒前
renwoxing发布了新的文献求助10
22秒前
25秒前
沉默的半凡完成签到,获得积分10
25秒前
吴千雨完成签到,获得积分10
26秒前
30秒前
31秒前
xiaoxin完成签到,获得积分10
33秒前
34秒前
beyondjun发布了新的文献求助10
35秒前
Ryuki发布了新的文献求助10
37秒前
NexusExplorer应助jcae123采纳,获得10
39秒前
39秒前
renwoxing完成签到,获得积分10
40秒前
鳄鱼蛋完成签到,获得积分10
40秒前
DYXX完成签到 ,获得积分10
44秒前
LZL完成签到 ,获得积分10
45秒前
大模型应助缥缈的青旋采纳,获得10
46秒前
46秒前
pluto应助千里烟泼采纳,获得20
46秒前
jcae123发布了新的文献求助10
50秒前
iidae完成签到,获得积分10
50秒前
爆美完成签到 ,获得积分10
52秒前
杨tong完成签到 ,获得积分10
55秒前
57秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
105th Edition CRC Handbook of Chemistry and Physics 1600
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
Mixing the elements of mass customisation 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3779569
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3325031
关于积分的说明 10221139
捐赠科研通 3040176
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1668640
邀请新用户注册赠送积分活动 798728
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758535