Fine-tuned molecular design toward a stable solid electrolyte interphase on a lithium metal anode from in silico simulation

电解质 阳极 离子电导率 电化学 电化学窗口 锂(药物) 材料科学 电导率 金属锂 电池(电) 纳米技术 相间 离子键合 化学工程 化学物理 化学 离子 电极 物理化学 热力学 有机化学 物理 内分泌学 功率(物理) 工程类 生物 医学 遗传学
作者
Bingyun Ma,Yue Liu,Qintao Sun,Peiping Yu,Liang Xu,Hao Yang,Miao Xie,Tao Cheng
出处
期刊:Materials Today Chemistry [Elsevier BV]
卷期号:33: 101735-101735 被引量:5
标识
DOI:10.1016/j.mtchem.2023.101735
摘要

Electrolyte engineering has emerged as a promising approach for enhancing the performance of lithium (Li) metal batteries, with recent advancements in novel electrolytes contributing to improved battery performance. Nevertheless, the intricate electrochemical interface poses significant challenges for experimental studies, resulting in a limited fundamental understanding of interface phenomena. To address this issue, we utilize hybrid ab initio and reactive molecular dynamics (HAIR) simulations to examine the solid electrolyte interphase (SEI) formation process and chemical composition at the atomic level in a series of fluorinated pseudo-localized high-concentration electrolytes (LHCEs). Our detailed analysis uncovers that ionic conductivity, the abundance of LiF, and oligomer length are three pivotal factors influencing cell performance. The simulations not only corroborate the –CF2- fluorinated backbone scheme, aligning with experimental findings but also reveal new opportunities for enhancing performance through the introduction of –CHF– moieties based on the concept of incremental design. Consequently, we propose a novel solvent molecule, fluorinated 1,2,3,4,5,6-hexa-1,6-dimethoxylhexane (FHDH), and demonstrate that FHDH maintains desirable physicochemical properties and high F concentration while exhibiting superior SEI physicochemical properties in terms of ionic conductivity, relative amount of LiF, and long-chain oligomers. Our findings offer a rational explanation for experimental design strategies and suggest further electrolyte optimization based on these insights, paving the way for the development of high-performance Li metal batteries.
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
leo完成签到,获得积分10
1秒前
Nexus应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
阚乐乐完成签到 ,获得积分10
7秒前
你好纠结伦完成签到,获得积分10
8秒前
舒服的牛排完成签到 ,获得积分10
10秒前
RYAN完成签到 ,获得积分10
12秒前
huahua完成签到 ,获得积分10
12秒前
15秒前
哎呀哎呀呀完成签到,获得积分10
16秒前
18秒前
zhangxiaoqing完成签到,获得积分10
19秒前
LWJ完成签到 ,获得积分10
20秒前
小瓶盖完成签到 ,获得积分10
20秒前
swg发布了新的文献求助10
23秒前
Juvianne完成签到 ,获得积分10
24秒前
曹国庆完成签到 ,获得积分10
26秒前
开放的花卷完成签到 ,获得积分10
27秒前
研友_8K2QJZ完成签到,获得积分10
28秒前
小五完成签到 ,获得积分10
28秒前
三石完成签到 ,获得积分10
30秒前
卞卞发布了新的文献求助10
31秒前
清爽的莆完成签到 ,获得积分10
34秒前
weng完成签到,获得积分10
34秒前
辛勤的泽洋完成签到 ,获得积分10
35秒前
zhuxf完成签到 ,获得积分10
35秒前
所所应助猛犸象冲冲冲采纳,获得10
36秒前
咔咔莉完成签到 ,获得积分10
37秒前
tangtang完成签到 ,获得积分10
43秒前
猛犸象冲冲冲完成签到,获得积分10
45秒前
JACK完成签到,获得积分10
47秒前
幽默盼柳完成签到 ,获得积分10
48秒前
49秒前
yinh完成签到 ,获得积分10
50秒前
彭于晏应助omega采纳,获得10
50秒前
时尚若雁完成签到,获得积分10
50秒前
小曹君发布了新的文献求助10
53秒前
高大的凡阳完成签到 ,获得积分10
55秒前
xrose完成签到 ,获得积分10
57秒前
59秒前
59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
Inorganic Chemistry Eighth Edition 1200
Free parameter models in liquid scintillation counting 1000
Standards for Molecular Testing for Red Cell, Platelet, and Neutrophil Antigens, 7th edition 1000
The Organic Chemistry of Biological Pathways Second Edition 800
The Psychological Quest for Meaning 800
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 6314364
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8130606
关于积分的说明 17037401
捐赠科研通 5370122
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2851151
邀请新用户注册赠送积分活动 1828949
关于科研通互助平台的介绍 1681129