フッ素の仕立て

2023 年 6 月 8 日

この記事は、Science X の編集プロセスとポリシーに従ってレビューされています。 編集者は、コンテンツの信頼性を確保しながら、次の属性を強調しました。

事実確認済み

信頼できる情報源

校正する

サイエンスチャイナプレス著

Science China Chemistry 誌に掲載された研究では、フッ素化環状カーボネート (DFEC) が SEI 形成添加剤としてエーテル電解質に導入されました。 修飾された電解質は、Li金属アノードの界面を改善し、LMBの高効率と長期サイクル安定性を達成できます。

LMB は、Li 金属アノードの高い比容量 (3860 mAh g-1) と低い電極電位 (-3.04 V vs. SHE) により、最も有望な次世代電池システムとみなされています。

しかし、LMB の開発には、Li アノードと電解質の間の副反応、Li デンドライトの成長、Li アノードの深刻な体積効果など、クーロン効率 (CE) が低くなり、サイクル寿命が悪い。 安定した固体電解質界面 (SEI) は、LMB の高効率と長期サイクル安定性を達成するための鍵です。

電解質の最適化によるSEIの調整は、Li金属アノード界面を改善するための低コストで効率的な方法とみなされます。 したがって、安定した SEI を形成できる電解質配合を設計することが重要であり、鍵となるのは溶媒と膜形成添加剤の選択です。

最近、Renjie Chen 教授と Ji Qian 教授は、エーテル電解質に膜形成添加剤としてトランス-ジフルオロエチレンカーボネート (DFEC) を導入したエーテル-エステル混合電解質を提案しました。 第一に、エーテル電解質はリチウム金属に対する優れた耐還元安定性を持っています。 第二に、DFEC の LUMO レベルが低いため、初期サイクル中に優先的に低減され、Li 金属アノード上に LiF に富む SEI が形成されます。

LiF-rich SEI は、リチウムデンドライトの成長を抑制し、副反応を軽減し、高密度のリチウム析出を誘発します。 上記の利点により、改質電解質を使用した LMB は高効率と安定したサイクル性能を示します。 この論文の筆頭著者は北京理工大学大学院生のTianyang Xue氏、責任著者はRenjie Chen教授、Ji Qian教授、Xingming Guo教授です。

したがって、LMB の高効率と長期サイクル安定性を高める電解質の設計について、いくつかの示唆が得られます。 この研究は、LMB の界面化学を調査し、LMB の新しい電解質システムに関するさらなる研究に重要な洞察を提供します。

詳しくは： Tianyang Xue et al、Tailoring fluorine-rich固体電解質界面を調整して、リチウム金属電池の高効率と長期サイクル安定性を向上、Science China Chemistry (2023)。 DOI: 10.1007/s11426-022-1623-2

サイエンスチャイナプレス提供