AFM: 建立弹性SEI以稳定钾离子电池中的锑负极
newbee
Si，Sn和Sb等合金负极一直被认为是高比能的电极材料，因为它们可以通过合金反应储存几个离子，在适当的电势下提供出色的容量。但是，伴随合金化过程，电极经历了剧烈的体积膨胀，从而引起活性颗粒的粉碎和固体电解质界面（SEI）的破裂，导致容量迅速下降。现代锂离子电池的成功应用在很大程度上取决于形成了稳定的SEI，通过防止后续循环中电解液的进一步减少，从而实现了高的库仑效率。合金负极的膨胀对维持完整的SEI提出了巨大的挑战。为了应对这一挑战，近日，香港理工大学Biao Zhang教授等人研究了具有脆性的SEI如何通过电解质化学调控变得具有高弹性，从而增强了SEI的稳定性，提升了钾离子电池的使用寿命。
文章要点
1）与经典碳酸盐电解质中构建的SEI相比，在原子力显微镜下显示：基于醚的电解质中构建的SEI使最大弹性应变增加了一倍，可以适应反复的溶胀收缩。
2）这种SEI有效地封装了微米级Sb负极，防止其由于颗粒分离而造成的容量损失。独特的插层辅助合金化反应路径部分阻止了因快速体积膨胀而导致的结构崩溃。
3）XPS分析表明，类似低聚物的存在主要是由于EGDE衍生的SEI中最大弹性应变（εY）的提高。与杨氏模量相比，εY在确定电极稳定性方面起着更重要的作用。
4）在0.1 A g-1的条件下进行180次循环后，能保持573 mAh g-1的可逆容量，具有出色的初始库仑效率。
参考文献
Xiaoqiong Du, et al. Building Elastic Solid Electrolyte Interphases for Stabilizing Microsized Antimony Anodes in Potassium Ion Batteries. Adv. Funct. Mater. 2021, 2102562.
DOI: 10.1002/adfm.202102562
https://doi.org/10.1002/adfm.202102562