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?華科孫永明EES：材料-電解質界面相互作用形成富無機SEI用于快充硅基鋰離子電池

高穩定性和高Li⁺導電性的固態電解質界面（SEI）對于具有高能量密度和優異快充能力的硅基鋰離子電池是非常必要的。

在此，華中科技大學孫永明團隊提出通過調節電解質組分和負極表面之間的相互作用來構建穩定的SEI，以實現硅基鋰離子電池的高能量密度和優異快充能力。通過實驗和理論相結合，作者證明了P層可以選擇性地吸附氟碳酸亞乙酯（FEC，一種常見的電解質溶劑），在SiOx顆粒上形成堅固、薄、致密的Li₃P/LiF的混合SEI（其具有高離子電導率）。

此外，具有均勻6nm厚P層的SiOx(SiOx@P) 可提供優異的電化學循環穩定性（1050 mAh g^?1，在1.0 C下1000次循環的容量保持率為83.3%）。特別地，作者組裝的Ah級LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂||SiOx@P軟包電池表現出穩定的循環、高能量密度（在0.2C下為410 Wh kg^-1和780 Wh L^-1）以及卓越的快充能力。

圖1. SiOx@P 和裸 SiOx 電極的電化學性能

總之，該工作發現界面結構在 SEI 的形成和調節高容量硅基負極的電化學性能方面發揮著重要作用。作者通過引入功能性 P 層并與 IHP 中的 FEC 添加劑的特異性吸附作用在 SiOx 表面形成富含 Li₃P/LiF 的 SEI，并在反復充放電過程中提高了機械和電化學穩定性。

因此，與裸 SiOx 相比，SiOx@P 在 CE、倍率能力和循環穩定性方面都有顯著改善。該項工作揭示了利用表面工程定制 SEI 的成分和機械性能的方法，為促進具有快充能力的高能量密度 LIB先進 SEI的設計提供了新的思路。

圖2. 采用不同氧化硅負極的軟包電池性能

Material-electrolyte interfacial interaction enabling the formation of inorganic-rich solid electrolyte interphase for fast-charging Si-based lithium-ion batteries, Energy & Environmental Science 2024 DOI: 10.1039/d4ee00407h

原創文章，作者：Jenny（小琦），如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2024/03/24/9164b2f18d/

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