LiTFSI leistet einen wichtigen Beitrag zur hohen Leistung von sulfidbasierten Festkörper-Lithiumbatterien
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Anmerkung der Redaktion: Wie trägt LiTFSI, CAS: 90076-65-6, zur Entwicklung sulfidbasierter Festkörper-Lithiumbatterien bei? Hier ein Beispiel. Dank der außergewöhnlichen Forschung des Teams von Fangyang Liu.
Abstrakt
Das enge elektrochemische Fenster von Sulfidelektrolyten kann zu unterschiedlichen Ausfallmechanismen an den Grenzflächen der Kathoden- und Anodenseite führen. Die Einführung unterschiedlicher Modifizierungsstrategien für die Kathoden- und Anodenseite erhöht die Komplexität des Herstellungsprozesses für sulfidbasierte Festkörper-Lithiumbatterien (ASSLBs). In dieser Arbeit wurde eine integrierte Modifizierungsstrategie durch Einführung von Lithiumbis(trifluormethansulfonyl)imid (LiTFSI)-Schalen während des Nassveredelungsprozesses von Li6PS5Cl (LPSC) angewendet, wodurch erfolgreich in situ robuste fluorierte Grenzflächen gleichzeitig auf sowohl der Kathoden- als auch der Anodenseite konstruiert wurden. Auf der Lithiumanodenseite unterdrückten die verringerte elektronische Leitfähigkeit von LiTFSI@LPSC und die Entstehung der fluorierten Grenzfläche wirksam das Wachstum von Lithiumdendriten, was durch Dichtefunktionaltheorie (DFT)-Rechnungen weiter bestätigt wurde. Infolgedessen erreichte die Li|LiTFSI@LPSC|Li-Zelle eine kritische Stromdichte von bis zu 1,6 mA cm−2 und eine stabile Zyklenleistung über 1500 h bei 0,2 mA cm−2. Auf der Kathodenseite verbesserte das LiTFSI@LPSC nicht nur den Li+-Transport innerhalb der Verbundkathode, sondern auch die LiTFSI-Schale zersetzte sich in situ in eine LiF-basierte Kathodenelektrolyt-Grenzfläche (CEI). Die Kapazitätserhaltung erreichte 98,6 % nach 500 Zyklen bei 2C mit LiNi0,83Co0,11Mn0,06O2 (NCM83) bei einer hohen Abschaltspannung von 4,6 V. Das funktionalisierte LiTFSI@LPSC ermöglicht eine umfassende All-in-One-Grenzflächenmodifikation sowohl für die Anoden- als auch für die Kathodenseite, wodurch die Grenzflächentechnik in sulfidbasierten ASSLBs erheblich vereinfacht wird
Referenz
https://doi.org/10.1016/j.ensm.2025.104131