陶新永/刘育京Small：高热稳定性界面提高金属锂电池高温寿命

2023年10月11日上午10:54 • 头条, 百家, 顶刊 • 阅读 41

锂金属负极因其具有比容量大、氧化还原电位低等优点，引起了人们的广泛关注。然而，由于固体电解质界面(SEI)的耐热性较差，在高温的苛刻条件下，锂金属电池的循环性能普遍恶化。

在此，浙江工业大学陶新永教授、刘育京副教授等人利用(三氟甲基)三甲基硅烷(TMSCF₃)诱导的界面工程建立了具有良好热稳定性的可控 SEI 纳米结构。

首先，TMSCF₃调节电解质的分解，从而产生具有大量 LiF、 Li₃N 和 Li₂S 纳米晶体的 SEI。

图1. TMSCF₃诱导 LiF、 Li₃N 和 Li₂S 的形成

根据密度泛函理论模拟，均匀分布的纳米晶赋予了 SEI 增强的热稳定性。特别是通过常规透射电子显微镜(TEM)在 SEI 上的亚埃可视化是首次实现的，并且对来自 TEM 成像的热损伤的增强耐受性证明了 SEI 的超高热稳定性。

因此，在70 °C 的高温下，高度耐热的SEI层有利于大大延长全电池的寿命。LFP/TMSCF3-Li 全电池在100个循环后显示132mAh g-1的稳定循环性。本文的工作对高能碱金属基电池在高温环境下的通用SEI设计具有一定的启发作用。

图2. TMSCF₃-Li电池的电化学性能

Highly Thermostable Interphase Enables Boosting High-Temperature Lifespan for Metallic Lithium Batteries，Small 2023 DOI: 10.1002/smll.202207742

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