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日前，中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所分子納米結(jié)構(gòu)與納米技術(shù)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室郭玉國(guó)課題組宣布，該團(tuán)隊(duì)成功構(gòu)筑了具有良好彈性性能的高韌性固體電解質(zhì)界面層(SEI)，提升了鋰電池純微米硅負(fù)極的循環(huán)穩(wěn)定性。
相較于傳統(tǒng)石墨負(fù)極，具有更高理論比容量的硅基材料被認(rèn)為是頗有前景的鋰離子電池負(fù)極材料。然而，硅基負(fù)極在充放電時(shí)存在較大的體積變化，并伴隨有材料結(jié)構(gòu)粉化和電極/電解質(zhì)間的界面副反應(yīng)，限制了其循環(huán)壽命。因此，優(yōu)化硅基材料的結(jié)構(gòu)、開發(fā)與之匹配的電解質(zhì)，對(duì)于進(jìn)一步提升硅基負(fù)極材料的循環(huán)性能具有重要意義。
該研究團(tuán)隊(duì)致力于硅基負(fù)極材料及其適配的電解質(zhì)材料的開發(fā)工作，通過調(diào)節(jié)電解液成分，在硅基負(fù)極表面形成具有良好力學(xué)性能的SEI，這一成果有望進(jìn)一步提升硅基負(fù)極循環(huán)穩(wěn)定性。然而，目前缺乏關(guān)于硅基負(fù)極表面SEI組分與電解液組成之間相互關(guān)系的明確理論指導(dǎo)。同時(shí)，精確控制SEI組分仍存在挑戰(zhàn)。
基于此，科研人員提出了選擇性溶解策略，通過控制電解液中的溶劑供體數(shù)(DN)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)SEI中的低相對(duì)分子質(zhì)量的聚合物和有機(jī)鋰鹽組分的選擇性溶解，保留了有較高彈性形變能的氟化鋰和聚碳酸酯組分，構(gòu)筑了具有良好彈性性能的高韌性的SEI。這一策略提升了純微米硅負(fù)極的循環(huán)穩(wěn)定性，為未來(lái)適用于高容量和大體積變化電極材料的電解液開發(fā)提供了重要指導(dǎo)。
