王春生教授Angew：碳酸盐电解质中用于先进锂金属电池的富含无机的固体电解质中间相- 大数跨境

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王春生教授Angew：碳酸盐电解质中用于先进锂金属电池的富含无机的固体电解质中间相

科学材料站

2020-11-20

导读：这项工作在锂金属表面设计了一种富含无机物的SEI，以通过将4 M浓LiNO3溶解在二甲基亚砜（DMSO）中作为碳酸氟乙烯（FEC）电解质的添加剂来降低其与锂金属的结合能。

文章信息

碳酸盐电解质中用于先进锂金属电池的富含无机的固体电解质中间相

第一作者：Sufu Liu，Xiao Ji, Nan Piao

通讯作者：王春生 *

单位：马里兰大学

研究背景

电动汽车和便携式电子产品的需求不断增长，使人们对长期追求更高能量密度的锂离子电池充满了活力。由于锂离子电池具有最大的负电性和大于石墨负极10倍的容量，因此锂金属负极电池可以可以提供更高的功率和能量密度。

但是，高活性锂金属与电解质反应并经常形成树枝状晶体，导致库仑效率（CE）低和容量衰减快。锂树枝状晶体的生长还增加了对短路的担忧，这严重限制了可充电锂金属电池（LMB）的实际应用。

文章简介

近日，马里兰大学王春生教授等合作。在国际顶级期刊 Angewandte Chemie（影响因子：12.257）上发表题为“Inorganic‐rich Solid Electrolyte Interphase for Advanced Lithium Metal Batteries in Carbonate Electrolytes”的研究工作。

这项工作在锂金属表面设计了一种富含无机物的SEI，以通过将4 M浓LiNO3溶解在二甲基亚砜（DMSO）中作为碳酸氟乙烯（FEC）电解质的添加剂来降低其与锂金属的结合能。

本文要点

要点一：本文通过构筑特定的配位结构，增加了界面能并改善了离子扩散以及SEI的机械性能。

要点二：通过一系列的表征手段，本文验证了富含无机物的SEI与Li的弱结合（高界面能）可以有效地促进Li沿着SEI / Li界面扩散，并防止Li枝晶渗透到SEI中。

要点三：本文介绍的浓缩添加剂策略提供了一种实用的解决方案，可以进一步优化碳酸盐电解液，以用于锂离子电池以外的领域。

文章链接

Inorganic‐rich Solid Electrolyte Interphase for Advanced Lithium Metal Batteries in Carbonate Electrolytes

https://doi.org/10.1002/anie.202012005

通讯作者介绍

王春生教授

于1995年在浙江大学材料科学与工程系获得博士学位，随后在美国德州农工大学和田纳西理工大学担任教职，2007年开始在马里兰大学任教授。现为马里兰大学化学与生物分子工程系终身教授、ACS Applied Energy Materials副主编。研究工作主要集中在新型二次电池和燃料电池领域，已经发表同行评议的期刊论文230余篇，包括Nature、Science、Nature Mater.、NatureNanotechnol.、Nature Energy、Nature Chem.、Nature Commun.、PNAS、JACS、Adv. Mater.、Angew. Chem.、Joule等国际知名期刊。其论文已被同行引用超过13000次，其中H-index为60 (ISI)。