盐浓度在电化学循环过程中硅阳极的间期动态及化学性质中的作用

《ACS Applied Energy Materials》：Role of Salt Concentration on Interphase Dynamics and Chemistry of Silicon Anodes during Electrochemical Cycling

本研究探究硅负极在不同锂盐浓度下固体电解质界面层（SEI）的化学与结构特性，利用原位中子反射技术分析1.0 M和5.5 M LiTFSI电解液中的SEI厚度及组成变化，发现低浓度下SEI层厚且稳定（有机成分≥80%），高浓度则导致厚度波动及无机成分增加（达30%），表明锂盐配比调控对硅负极日历寿命至关重要。

　　

我们研究了在硅阳极上形成的固体电解质界面（SEI）的化学性质和结构，以及这些性质如何随锂盐浓度的变化而变化。在这些实验中，我们采用了原位中子反射率测量方法来测定由1.0 M和5.5 M浓度锂双(三氟甲烷)磺酰亚胺（LiTFSI）在标准碳酸乙烯酯-碳酸二甲酯电解液中所形成的SEI的厚度和组成。测量结果显示，当使用1.0 M浓度的锂盐溶液时，形成的SEI层厚度超过350 ?，主要由有机物质组成（约80%），并且具有较好的尺寸稳定性。然而，当锂盐浓度增加到5.5 M时，SEI层的厚度从100 ?变为375 ?，其中无机成分的比例上升至30%。这些成分和结构的变化表明锂盐的化学形态对硅电极的钝化过程具有重要影响，同时也提示需要形成更接近有机结构的钝化层，以延长硅阳极的使用寿命。