Temperature-dependent interphase formation and Li+ transport in lithium metal batteries

电解质 锂(药物) 动力学 化学 溶剂化 轨道能级差 金属 化学工程 材料科学 化学物理 物理化学 热力学 无机化学 离子 有机化学 分子 电极 医学 物理 量子力学 工程类 内分泌学
作者
Suting Weng,Xiao Zhang,Gaojing Yang,Simeng Zhang,Bingyun Ma,Qiuyan Liu,Yue Liu,Chengxin Peng,Huixin Chen,Hailong Yu,Xiulin Fan,Tao Cheng,Liquan Chen,Yejing Li,Zhaoxiang Wang,Xuefeng Wang
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:14 (1): 4474-4474 被引量:244
标识
DOI:10.1038/s41467-023-40221-0
摘要

Abstract High-performance Li-ion/metal batteries working at a low temperature (i.e., <−20 °C) are desired but hindered by the sluggish kinetics associated with Li + transport and charge transfer. Herein, the temperature-dependent Li + behavior during Li plating is profiled by various characterization techniques, suggesting that Li + diffusion through the solid electrolyte interface (SEI) layer is the key rate-determining step. Lowering the temperature not only slows down Li + transport, but also alters the thermodynamic reaction of electrolyte decomposition, resulting in different reaction pathways and forming an SEI layer consisting of intermediate products rich in organic species. Such an SEI layer is metastable and unsuitable for efficient Li + transport. By tuning the solvation structure of the electrolyte with a lower lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) energy level and polar groups, such as fluorinated electrolytes like 1 mol L −1 lithium bis(fluorosulfonyl)imide (LiFSI) in methyl trifluoroacetate (MTFA): fluoroethylene carbonate (FEC) (8:2, weight ratio), an inorganic-rich SEI layer more readily forms, which exhibits enhanced tolerance to a change of working temperature (thermodynamics) and improved Li + transport (kinetics). Our findings uncover the kinetic bottleneck for Li + transport at low temperature and provide directions to enhance the reaction kinetics/thermodynamics and low-temperature performance by constructing inorganic-rich interphases.
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
王政完成签到,获得积分10
刚刚
100完成签到,获得积分10
1秒前
李家龙完成签到,获得积分10
1秒前
碎碎完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
小水滴发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
Mic完成签到,获得积分0
2秒前
jiang003完成签到,获得积分10
2秒前
4秒前
600完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
childe完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
wwuuuu发布了新的文献求助10
5秒前
7秒前
7秒前
搜集达人应助难过的断天采纳,获得30
8秒前
8秒前
眯眯眼的代容完成签到,获得积分10
10秒前
火华发布了新的文献求助10
10秒前
youngwan关注了科研通微信公众号
11秒前
sjs完成签到,获得积分10
12秒前
零药完成签到 ,获得积分10
12秒前
若水三千完成签到,获得积分10
13秒前
zhiren发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
14秒前
huahuaaixuexi完成签到,获得积分10
14秒前
先行者9完成签到,获得积分10
15秒前
斯文败类应助若水三千采纳,获得10
16秒前
st完成签到,获得积分10
17秒前
tutu发布了新的文献求助10
18秒前
唐唐发布了新的文献求助10
19秒前
ray发布了新的文献求助10
19秒前
乐乐应助huogo采纳,获得10
20秒前
20秒前
txmjsn完成签到,获得积分0
22秒前
高分求助中
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 750
Introduction to Industrial/Organizational Psychology 600
Prompt Engineering for Clinicians: Harnessing AI in Everyday Medical Practice 600
Handbook of Luminescence Dating 500
Safety Pharmacology 500
《KNN基无铅压电陶瓷电学性能优化与物理机理研究》 500
Isomerism In Coordination Compounds 400
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 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 内科学 复合材料 催化作用 光电子学 物理化学 电极 细胞生物学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6935957
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8622724
关于积分的说明 18288964
捐赠科研通 6363952
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3075439
关于科研通互助平台的介绍 2113298
邀请新用户注册赠送积分活动 2052966