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TOF-SIMS支撑清华大学刘凯课题组设计合成一种不对称功能性锂盐(LiFEA)研究

2023-07-13

传统碳酸盐基电解质对锂金属具有高腐蚀性,会导致大量枝晶生长和有限的循环寿命。尤其对于具有高正极负载的锂金属电池,阻碍它们在锂金属电池(LMBs)中的应用。清华大学化工系刘凯副教授团队设计合成了一种不对称功能性锂盐(LiFEA),用于实际LMB的快速充电/放电。

经过研究人员的系统探究,发现LiFEA基电解液本体的快速传输Li+性质与SEI自清洁机制是其表现出优异的快速充放电性能的重要原因,这种自清洁机制有利于生成致密且均匀的富含无机物的SEI。飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)是锂离子电池SEI膜组分的重要表征手段,能谱分析平台通过TOF-SIMS对原位EC-QCM浸泡后的SEI膜进行分析发现,从表面到里面的C2H3O-CO3-信号均有所降低,证实了LiFEA可以清除含有C-O的有机物,而保留SEI中富含无机物的成分。相关成果以设计非对称醚状锂盐助力具有快速充放电性能的高能金属锂电池Designing an asymmetric ether-like lithium salt to enable fast-cycling high-energy lithium metal batteries)为题发表在国际学术期刊《Nature Energy》。

Fig. TOF-SIMS 3D images of C2H3O and CO3 from soaked SEIs. Maximum intensity: blue colour (orange)and minimum intensity: white.



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