Angew：原位观察高浓度水电解质中钾插入材料中的氢气逸出和固体电解质界面发展

Nanoyu

2023-08-18

固体电解质中间相(SEI)是稳定高压锂离子电池(LIB)的关键，它是防止电解质分解的保护屏障。SEI被认为在新兴水系电池的高浓度盐包水电解质（WISE）中发挥着类似的作用，但其特性仍然未知。

在这项工作中，东京理科大学Shinichi Komaba利用先进的扫描电化学显微镜(SECM)和操作电化学质谱(OEMS)技术来更深入地了解高度浓缩的WISE中发生的SEI。

文章要点

1）作为模型，研究人员重点关注55 mol/kg K(FSA)_0.6(OTf)_0.4电解质和3,4,9,10-苝四甲酰二亚胺负极。

2）研究工作首次显示出明显的钝化结构，其表观电子转移速率与LIB中的SEI类似。原位分析表明，当PTCDI升至低电位（相对于Ag/AgCl，约为1.3V）时，钝化结构稳定。然而，观察到的SEI在表面不连续，并且当电极达到更极端的电位时，会发生H₂析出。

3）OEMS测量进一步证实，当电解质从稀电解质变为浓电解质时，相对于Ag/AgCl，可检测到的H₂变化从-0.9V变为<-1.4V。总之，研究工作展示了传统电池测量与原位分析的结合方法，以改善其他未知SEI的表征。

参考文献

Zachary T. Gossage, et al, In-situ Observation of Evolving H2 and Solid Electrolyte Interphase Development at Potassium Insertion Materials within Highly Concentrated Aqueous Electrolytes, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202307446

DOI: 10.1002/anie.202307446

https://doi.org/10.1002/anie.202307446