作為提高鋰離子電池比容量的一種方法,含硅負極的實現被廣泛研究。然而,需要克服由嚴重體積變化和在Si上連續形成固體電解質界面(SEI)引起的挑戰。體積變化導致電解質消耗和活性鋰損失,從而降低電池性能和循環壽命。在此,于利希研究中心Masoud Baghernejad將2-磺基苯甲酸酐(2-SBA)用作含SiOx陽極的SEI形成電解質添加劑。
本文要點:
1) 在高電壓LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2,NMC811||人造石墨+20%SiOx軟包電池中,通過將2-SBA添加到碳酸鹽基電解質中,可提高電化學性能,使電池循環壽命延長一倍。通過開發一種基于操作衰減全反射傅立葉變換紅外光譜(ATR-FTIR)的先進實驗技術,作者從機理上研究了電池性能增強的原因。
2) 操作性ATR-FTIR光譜結果闡明了陽極表面電化學還原后具有酸酐開環反應的降解機制。此外,作者還采用離子色譜-電導檢測-質譜、掃描電子顯微鏡、能量色散X射線分析和量子化學計算來進一步闡明添加劑及其降解產物的工作機制。
Matthias Weiling et.al Mechanistic Understanding of Additive Reductive Degradation and SEI Formation in High-Voltage NMC811||SiOx-Containing Cells via Operando ATR-FTIR Spectroscopy Adv. Energy Mater. 2023
https://doi.org/10.1002/aenm.202303568