李泓&禹习谦ACS Appl. Mater. Interfaces:高电压正极材料正极电解质界面形成与演化过程的研究

北2北

2020-01-08

   正极电解质界面层(CEI)在决定锂离子电池电化学性能方面起着十分关键的作用，但其形成与演变的相关机理到目前为止尚未得到明确的认识。随着人们对锂离子电池能量密度的要求不断提高，清楚地了解高压正极材料的CEI形成与演化过程也日渐重要。最近，中科院物理所的李泓研究员和禹习谦研究员团队采用X射线光电子能谱对当前应用最为广泛的层状Li_1.144Ni_0.136Co_0.136Mn_0.544O₂(LR-NCM)、Li₂Ru_0.5Mn_0.5O₃(LRMO)和LiNi_0.5Mn_1.5O₄(LNMO)三种高压正极材料CEI层的形成与演变机制进行了详细探究。研究人员清晰地阐释了晶体结构、化学组分以及截止电压等指标对CEI组分的影响。在这些高压正极材料中，尖晶石型正极在电化学循环过程中表现出最稳定的CEI结构和组分，而基于4d电子跃迁则在接触电解液时更容易形成CEI膜。值得注意的是，对于富锂材料来说，后续的电化学循环中阴离子氧化还原反应的活性在CEI层的演变中占据主导地位。CEI在不同正极中的不同行为可归因于一系列相互影响的化学、电化学过程，包括电解液/Li盐分解、CEI组分分解和CEI物种再沉积等。

Qinghao Li, Hong Li, Xiqian Yu et al, Investigations on the Fundamental Process of Cathode Electrolyte Interphase Formation and Evolution of High-Voltage Cathodes, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2020

DOI: 10.1021/acsami.9b16727

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.9b16727