哈佛大学李鑫EES：固态电池受限集合中的固态电解质界面设计

2023年11月2日下午2:20 • 头条, 干货, 顶刊 • 阅读 36

固态电池（SSB）代表了储能领域最有前景的方向之一。然而，目前SSB的发展受到固态电解质(SSE)颗粒界面上不可避免地发生的复杂电化学反应的限制。此外，鉴于此类系统的材料复杂性，没有直接的方法来解决这些界面不稳定性。

美国哈佛大学李鑫等人在这项工作中，结合高通量第一性原理计算和机器学习方法，使用独特的受限集成描述来研究和设计具有可调电化学稳定性的固体电解质界面(SEI)。

研究发现，当界面处的有效局部模量（Keff）高于由界面材料（Kcrit）决定的某个临界阈值时，界面将在整个循环过程中保持稳定。当有效模量低于该阈值时，界面不稳定，并且会随着循环而增长，从而限制电池性能。

图1 受约束的集成描述中的临界有效模量Kcrit

最后，作者利用这种计算方法开发了一种工程SEI的方法，这些界面通过在规定电压窗口内的电化学演化而稳定。

图2 计算方法概述

Solid–electrolyte-interphase design in constrained ensemble for solid-state batteries. Energy & Environmental Science 2021. DOI: 10.1039/d1ee00754h

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