SEI形成を上回るファセットリチウム多面体の超高速堆積

Nature volume 620、pages 86–91 (2023)この記事を引用

39 オルトメトリック

メトリクスの詳細

リチウム (Li) 金属の電着は、高エネルギー電池にとって重要です1。 しかし、固体電解質界面 (SEI)2 と呼ばれる表面腐食膜が同時に形成されるため、析出プロセスが複雑になり、これが Li 金属電析に関する我々の不十分な理解の裏付けとなっています。 今回我々は、物質輸送の制限も回避しながら、超高速堆積電流密度3でSEI形成を上回るペースで、これら2つの絡み合ったプロセスを切り離します。 極低温電子顕微鏡4、5、6、7を使用することにより、金属Liの固有の析出形態が斜方十二面体の形態であることを発見しました。これは驚くべきことに電解質の化学反応や集電基板には依存しません。 コインセル構造では、これらの菱形十二面体が集電体と点接触に近い接続を示し、これにより不活性な Li の形成が促進される可能性があります8。 我々は、Li菱形十二面体を核生成シードとして利用することでこの故障モードを克服し、その後の高密度Liの成長を可能にして、ベースラインと比較してバッテリー性能を向上させるパルス電流プロトコルを提案します。 過去の研究では、Li の堆積と SEI の形成は常に密接に関連付けられてきましたが、私たちの実験的アプローチにより、これらのプロセスを相互に切り離して根本的に理解し、より良い電池を設計するための新たな洞察をもたらす新たな機会が可能になります。

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