LiTFSI biedt grote hulp bij hoge prestaties van sulfide-gebaseerde volledig vaste lithiumbatterijen
|
Noot van de redactie: Hoe helpt LiTFSI, CAS: 90076-65-6, bij de ontwikkeling van een volledig vaste lithiumbatterij op basis van sulfide? Hier is een voorbeeld. Dankzij het buitengewone onderzoek van het Fangyang Liu-team.
Abstract
Het smalle elektrochemische venster van sulfide-elektrolyten kan leiden tot verschillende faalmechanismen aan de grensvlakken van de kathode en anode. De introductie van verschillende modificatiestrategieën voor de kathode en anode verhoogt de complexiteit van het fabricageproces voor sulfidegebaseerde volledig vaste-stof lithiumbatterijen (ASSLB's). In dit werk werd een geïntegreerde modificatiestrategie toegepast door lithium bis(trifluoromethaansulfonyl)imide (LiTFSI)-mantels te introduceren tijdens het natte raffinageproces van Li6PS5Cl (LPSC), wat met succes in situ robuuste gefluoreerde grensvlakken aan zowel de kathode als de anode construeerde. Aan de lithiumanodezijde onderdrukten de verminderde elektronische geleidbaarheid van LiTFSI@LPSC en de vorming van een gefluoreerd grensvlak de groei van lithiumdendriet effectief, wat verder werd bevestigd door de Density-Functional Theory (DFT)-berekeningen. Als resultaat realiseerde de Li|LiTFSI@LPSC|Li-cel een kritische stroomdichtheid tot 1,6 mA cm−2 en stabiele cyclusprestaties gedurende 1500 uur bij 0,2 mA cm−2. Aan de kathodezijde verbeterde de LiTFSI@LPSC niet alleen het Li+-transport binnen de composietkathode, maar ontbond de LiTFSI-schil in situ ook in een op LiF gebaseerde kathode-elektrolytinterfase (CEI). Het capaciteitsbehoud bereikte 98,6% na 500 cycli bij 2 °C met LiNi0,83Co0,11Mn0,06O2 (NCM83) bij een hoge afsnijspanning van 4,6 V. De gefunctionaliseerde LiTFSI@LPSC faciliteert een uitgebreide, alles-in-één interfacemodificatie voor zowel de anode- als de kathodezijde, wat de interface-engineering in sulfide-gebaseerde ASSLB's aanzienlijk vereenvoudigt en tegelijkertijd uitzonderlijke elektrochemische prestaties levert.
Referentie
https://doi.org/10.1016/j.ensm.2025.104131