中国科学院化学所锂电池硅基负极研究取得进展
2023-12-28 14:33
中化新网讯 近日，中国科学院化学研究所分子纳米结构与纳米技术院重点实验室郭玉国课题组宣布，该团队成功构筑了具有良好弹性性能的高韧性固体电解质界面层(SEI)，提升了锂电池纯微米硅负极的循环稳定性。
相较于传统石墨负极，具有更高理论比容量的硅基材料被认为是颇有前景的锂离子电池负极材料。然而，硅基负极在充放电时存在较大的体积变化，并伴随有材料结构粉化和电极/电解质间的界面副反应，限制了其循环寿命。因此，优化硅基材料的结构、开发与之匹配的电解质，对于进一步提升硅基负极材料的循环性能具有重要意义。
该研究团队致力于硅基负极材料及其适配的电解质材料的开发工作，通过调节电解液成分，在硅基负极表面形成具有良好力学性能的SEI，这一成果有望进一步提升硅基负极循环稳定性。然而，目前缺乏关于硅基负极表面SEI组分与电解液组成之间相互关系的明确理论指导。同时，精确控制SEI组分仍存在挑战。
基于此，科研人员提出了选择性溶解策略，通过控制电解液中的溶剂供体数(DN)，实现了对SEI中的低相对分子质量的聚合物和有机锂盐组分的选择性溶解，保留了有较高弹性形变能的氟化锂和聚碳酸酯组分，构筑了具有良好弹性性能的高韧性的SEI。这一策略提升了纯微米硅负极的循环稳定性，为未来适用于高容量和大体积变化电极材料的电解液开发提供了重要指导。
来源： 中国化工报