Electrolyte design for LiF-rich solid–electrolyte interfaces to enable high-performance microsized alloy anodes for batteries

法拉第效率 电解质 阳极 合金 材料科学 电池(电) 阴极 化学工程 锂(药物) 纳米技术 电极 复合材料 化学 物理化学 工程类 医学 功率(物理) 物理 量子力学 内分泌学
作者
Ji Chen,Xiulin Fan,Qin Li,Hongbin Yang,M. Reza Khoshi,Yaobin Xu,Sooyeon Hwang,Long Chen,Xiao Ji,Chongyin Yang,Huixin He,Chongmin Wang,Eric Garfunkel,Dong Su,Oleg Borodin,Chunsheng Wang
出处
期刊:Nature Energy [Nature Portfolio]
卷期号:5 (5): 386-397 被引量:1091
标识
DOI:10.1038/s41560-020-0601-1
摘要

Lithium batteries with Si, Al or Bi microsized (>10 µm) particle anodes promise a high capacity, ease of production, low cost and low environmental impact, yet they suffer from fast degradation and a low Coulombic efficiency. Here we demonstrate that a rationally designed electrolyte (2.0 M LiPF6 in 1:1 v/v mixture of tetrahydrofuran and 2-methyltetrahydrofuran) enables 100 cycles of full cells that contain microsized Si, Al and Bi anodes with commercial LiFePO4 and LiNi0.8Co0.15Al0.05O2 cathodes. Alloy anodes with areal capacities of more than 2.5 mAh cm−2 achieved >300 cycles with a high initial Coulombic efficiency of >90% and average Coulombic efficiency of >99.9%. These improvements are facilitated by the formation of a high-modulus LiF–organic bilayer interphase, in which LiF possesses a high interfacial energy with the alloy anode to accommodate plastic deformation of the lithiated alloy during cycling. This work provides a simple yet practical solution to current battery technology without any binder modification or special fabrication methods. Chunsheng Wang and colleagues develop an electrolyte strategy to enable the use of commercially available microsized alloys, such as Si–Li, as high-performance battery anodes. They ascribe its success to the formation of robust LiF-rich layers as the solid–electrolyte interface.
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
苏子墨完成签到,获得积分10
1秒前
Hello应助大力的图图采纳,获得10
1秒前
molihuakai应助的速度采纳,获得10
2秒前
3秒前
端庄洋葱完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
笨笨静白发布了新的文献求助10
4秒前
星辰大海应助宋杓采纳,获得30
7秒前
南风南下发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
缥缈老太完成签到,获得积分10
9秒前
felix完成签到,获得积分10
10秒前
yycbl完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
所所应助SPULY采纳,获得10
12秒前
12秒前
12秒前
ZY完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
15秒前
葱花发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
好好学习发布了新的文献求助10
17秒前
akkkes发布了新的文献求助10
18秒前
龙猫完成签到 ,获得积分10
18秒前
18秒前
执着冷风发布了新的文献求助10
18秒前
20秒前
22秒前
占翠萱发布了新的文献求助10
22秒前
sirhai发布了新的文献求助10
24秒前
宋杓发布了新的文献求助30
24秒前
24秒前
Owen应助一只学医的小杨采纳,获得10
25秒前
25秒前
小蘑菇应助冷傲白开水采纳,获得10
25秒前
26秒前
26秒前
Lucas应助王伟汉采纳,获得50
26秒前
我不吃牛肉完成签到,获得积分10
26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
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 500
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 6439870
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8253787
关于积分的说明 17567901
捐赠科研通 5497915
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2899469
邀请新用户注册赠送积分活动 1876283
关于科研通互助平台的介绍 1716657