LiTFSI erbjuder stor hjälp för hög prestanda hos sulfidbaserade litiumbatterier i fast tillstånd
|
Redaktörens anmärkning: Hur bidrar LiTFSI, CAS: 90076-65-6, till utvecklingen av sulfidbaserade litiumbatterier i fast form? Här är ett exempel. Tack vare den extraordinära forskningen från Fangyang Liu-teamet.
Abstrakt
Det smala elektrokemiska fönstret hos sulfidelektrolyter kan leda till olika felmekanismer vid gränssnitten mellan katod- och anodsidorna. Införandet av distinkta modifieringsstrategier för katod- och anodsidorna ökar komplexiteten i tillverkningsprocessen för sulfidbaserade litiumbatterier i fast tillstånd (ASSLB). I detta arbete användes en integrerad modifieringsstrategi genom att introducera litiumbis(trifluormetansulfonyl)imid (LiTFSI)-skal under våtförädlingsprocessen av Li6PS5Cl (LPSC), vilket framgångsrikt konstruerade robusta fluorerade gränssnitt in situ på både katod- och anodsidorna samtidigt. På litiumanodsidan undertryckte den minskade elektroniska konduktiviteten hos LiTFSI@LPSC och genereringen av fluorerade gränssnitt effektivt tillväxten av litiumdendriter, vilket ytterligare bekräftades av beräkningarna med densitetsfunktionsteori (DFT). Som ett resultat uppnådde Li|LiTFSI@LPSC|Li-cellen en kritisk strömtäthet upp till 1,6 mA cm−2 och stabil cyklisk prestanda över 1500 timmar vid 0,2 mA cm−2. På katodsidan förbättrade LiTFSI@LPSC inte bara Li+-transporten inom den sammansatta katoden, utan även LiTFSI-skalet sönderdelades in situ till LiF-baserad katodelektrolyt-mellanfas (CEI). Kapacitetsretentionen uppnåddes 98,6 % efter 500 cykler vid 2°C med LiNi₂₃Co₂₁₁Mn₂₁₂O₂ (NCM83) vid hög avstängningsspänning på 4,6 V. Den funktionaliserade LiTFSI@LPSC möjliggör omfattande, allt-i-ett-gränssnittsmodifiering för både anod- och katodsidan, vilket avsevärt förenklar gränssnittstekniken i sulfidbaserade ASSLB:er samtidigt som den levererar exceptionell elektrokemisk prestanda.
Hänvisning
https://doi.org/10.1016/j.ensm.2025.104131