聚合物人工固体电解质界面层的研究进展

锂金属负极因具有极高的比容量(3860 mAh/g)和低电化学电势(-3.04 V),成为可充电电池领域的研究热点。然而,锂金属的不稳定性会促使枝晶形成,在充放电过程中发生不可控的界面反应,导致生成的固体电解质界面(solid electrolyte interphase,SEI)层不稳定,进而影响电池循环寿命。通过锂金属负极表面引入聚合物人工SEI(ASEI),改善机械性能和电化学性能,从而制备长循环寿命和高能量密度的锂金属电池(LMBs)。聚合物具有灵活度高及结构可设计等特点,是人工SEI的理想材料。概述了人工SEI的性质及作用,根据聚合物官能团类型和所起作用,系统总结了聚合物人工SEI的研究进展,并对未来的研究方向和发展前景作出展望。

锂电池中固体电解质界面研究进展

锂离子电池在电子产品和电动汽车等领域已得到广泛应用,同时具有更高比能量的锂离子电池和锂金属电池也在不断研发中。电极界面的研究在推动电池的研发和产业化过程中发挥重要作用,因为电池在首次充放电过程中电解液组分在电极/电解质界面上发生氧化/还原反应并形成离子导通、电子绝缘性质的界面膜,界面膜对于维持电极结构的完整性、保障锂离子快速迁移和防止电解液持续分解十分关键,因此其稳定性与电池的循环性能和使用寿命密切相关。本文综述了固体电解质界面(SEI)的研究进展,首先介绍了SEI在初次充放电阶段对电位的依赖性,讨论SEI的形成机理,具体分析了影响SEI形成的两个关键因素,即电极表面的离子特性吸附和电解液体相的溶剂化组成和结构;其次,梳理总结了界面的结构与化学组成研究进展,及锂离子在界面中可能的传导机制;此外还简要概述了影响界面膜的因素和调控界面膜的策略;最后对SEI在未来的研究方向进行了展望。