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鋰離子在固體電解質界面（SEI）中的傳輸分兩步進行：通過外部多孔有機層的快速孔擴散，然后在內部致密無機層中的空位擴散。第二個步驟是在快速充電期間的速率限制步驟。在本研究中，印第安納大學與普渡大學印第安納波里斯聯合分校Xie Jian、賓夕法尼亞大學Eric A. Stach通過在傳統的碳酸亞乙酯基電解質中添加LiNO₃，在單斜Nb₂O₅（H-Nb₂O₅）表面構建更厚的SEI（富含SEI）結構。

本文要點：

1) 作者發現兩個電極（一個富含SEI，另一個缺乏SEI）的電化學性能幾乎相同，包括它們的快速充電能力和循環穩定性，盡管它們的SEI結構存在顯著差異。作者通過低溫掃描/透射電子顯微鏡分析發現，單個無機顆粒（例如Li₂O）和無定形物質（LiN_xO_y/有機組分）在H-Nb₂O₅表面上離散修飾。

2) 作者提出了一種新的鋰離子通過SEI傳輸的機制：一步孔擴散，而沒有第二步慢擴散。這種一步孔擴散過程提供了極其快速的鋰離子傳輸，并有效地消除了用于快速充電的SEI中鋰離子傳輸的動力學限制。

參考文獻：

Yikang Yu et.al Kinetic Pathways of Fast Lithium Transport in Solid Electrolyte Interphases with Discrete Inorganic Components EES 2023

DOI: 10.1039/D3EE02048G

https://doi.org/10.1039/D3EE02048G