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清华/北理工/中科院联手JACS

来源：时间：2023-05-10 10:30:38 浏览：1032次

第一作者：Yu-Xing Yao

通讯作者：张强教授、闫崇教授和文锐研究员

通讯单位：清华大学&北京理工大学&中国科学院化学研究所

DOI: https://doi.org/10.1021/jacs.2c13878

研究背景

固体电解质界面（solid electrolyte interphase, SEI）是一种5-50 nm厚的电子绝缘和离子传导钝化膜，可保护高度还原的负极。然而，SEI在新电极表面上的初始成核和生长模式仍然难以捉摸。同时，精确量化SEI的成核和生长模式必须结合经典模型和原位观测，这方面的研究还很缺乏。基于此，清华大学张强教授、中科院化学研究所文锐研究员和北京理工大学闫崇教授（共同通讯作者）等人报道了基于经典成核理论和原位原子力显微镜成像，量化了两种具有代表性的SEI在碳质负极上的生长模式。

文章要点

1、研究基于经典成核理论和原位原子力显微镜成像，量化了两个代表性SEI的成核和生长模式。

2、研究发现无机SEI的形成遵循2D/3D混合生长模式，高度依赖过电位，过电位大有利于2D生长。有机SEI严格遵循2D瞬时成核和生长模型，无论过电位如何，都能实现电极的完美外延钝化。

3、研究还进一步证明了，在电池形成过程中使用大电流脉冲可促进2D无机SEI生长并提高容量保持率。

图文展示

图1. CB电极上SEI成核和生长的恒流-电压曲线和电流-时间瞬态

图2.在WSE中，LiFSI衍生的无机SEI在HOPG电极上成核和生长的原位监测

图3.在WSE+0.2 EC电解液中，原位监测EC衍生有机SEI在HOPG上的成核和生长

图4. HOPG电极上SEI形成的原理图

图5.石墨|LFP电池的性能

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