Pemecahan: Anod Silikon Aloi Boron Tiga Kali Ganda Hayat Kalendar Bateri Litium-Ion
|
Abstrak
Menstabilkan interfasa elektrolit pepejal (SEI) kekal sebagai cabaran utama untuk anod bateri litium-ion berasaskan silikon. Mengaloi silikon dengan unsur sekunder seperti boron telah muncul sebagai strategi yang menjanjikan untuk meningkatkan hayat kitaran anod silikon, namun mekanisme asas masih tidak jelas. Untuk menangani jurang pengetahuan ini, cara kepekatan boron mempengaruhi prestasi bateri disiasat secara sistematik. Keputusan ini menunjukkan peningkatan hampir monotonik dalam hayat kitaran dengan kandungan boron yang lebih tinggi, dengan elektrod yang kaya dengan boron dengan ketara mengatasi silikon tulen. Selain itu, anod aloi silikon-boron mempamerkan hayat kalendar hampir tiga kali lebih lama daripada silikon tulen. Melalui analisis mekanistik terperinci, faktor penyumbang alternatif diketepikan secara sistematik, dan dicadangkan bahawa pempasifan yang lebih baik timbul daripada dipol kekal yang kuat pada permukaan nanozarah. Dipol ini, dibentuk oleh boron berasid yang kurang diselaraskan dan sangat Lewis, mencipta lapisan statik, padat ion yang menstabilkan antara muka elektrokimia, mengurangkan penguraian elektrolit parasit dan meningkatkan kestabilan jangka panjang. Penemuan ini mencadangkan bahawa, dalam rangka kerja SEI, lapisan berkembar elektrik merupakan pertimbangan penting dalam pempasifan permukaan. Wawasan ini menyediakan ruang parameter yang kurang diterokai untuk mengoptimumkan anod silikon dalam bateri lithium-ion generasi akan datang.
Rujukan
https://doi.org/10.1002/aenm.202501074