AEM：多价添加剂可改善硅负极的日历寿命

Bunnny

2021-08-26

硅被广泛认为是石墨负极最有前途的替代品，因为它具有更高的容量、天然丰度以及直接应用于基于浆料的卷对卷生产线的能力。然而，除了快速的容量衰减之外，由于不稳定的固体电极界面（SEI），硅负极在实际应用中也存在较差的日历寿命。到目前为止，通过定制的SEI有效提高寿命的策略在很大程度上仍不清楚，尤其是在高硅含量、零石墨负极中。近日，阿贡实验室Fulya Dogan研究员和Yunya Zhang研究员等人报道了一种电解质添加剂用来提升硅负极的日历寿命。

文章要点

1）通过在基线GenF电解液中添加小浓度的多价盐（Mg(TFSI)₂和Ca(TFSI)₂盐），开发出具有优异日历寿命的硅负极。Ca添加剂与电解液中的F离子反应，形成一层纳米晶CaF₂紧密包裹在硅颗粒周围。CaF₂支持的新型SEI强度高且致密，可有效保护硅核免受副反应的影响，从而降低高压日历老化后的容量衰减。

2）对于典型的 Si/NMC532 电池，具有Ca添加剂的电池在高压 (4.1 V) 下经过三个月的日历老化后仅表现出9.5%的容量损失，Ca 添加剂普遍适用于所有可用的商业硅或 SiO 源。

参考文献：

Yunya Zhang, et al. Silicon Anodes with Improved Calendar Life Enabled By Multivalent Additives. Adv. Energy Mater. 2021, 2101820.

DOI：10.1002/aenm.202101820

https://doi.org/10.1002/aenm.202101820