【摘要】 利用傅立叶变换红外光谱(FTIR)对表面化学反应进行了分析。红外图谱显示,VO79具有sp3 C−H键振动,该振动在热处理样品上消失,表明烷基的损失。

锂(Li)金属阳极由于其最高的容量(3860 mAh g−1)和最低的还原电位(与标准氢电极相比为−3.04 V)而受到越来越多的关注。但不均匀的Li沉积导致枝晶和低库仑效率,严重阻碍了Li金属的实际应用。在此,Shaozhong Chang等人[1]通过一种简单的原位形成技术,在锂金属阳极表面开发了一种具有平面多环芳烃(PAHs)的人工固态界面(SEI)。所得的二羟基紫蒽(DHV)层用作稳定SEI的保护层。选择二羟基紫蒽(DHV)作为构建SEI的分子单元,因为DHV的边缘有含氧官能团,可以附着在Li金属上,产生DHV保护的Li金属。然而,DHV在1,2-二甲氧基乙烷(DME)和1,3-二氧戊环(DOL)的常规电解质中微溶。使用Violanthrone 79(VO79),因为VO79的两个以上烷基可以增加溶解度。此外,柔软保形SEI膜中的含氧官能团可以调节Li离子的扩散和传输,使Li金属的沉积均匀化。利用傅立叶变换红外光谱(FTIR)对表面化学反应进行了分析。红外图谱显示,VO79具有sp3 C−H键振动,该振动在热处理样品上消失,表明烷基的损失。经过热处理的样品,表明烷基的损失。另外,=C-O-C(1285和1029 cm-1)和C=O (1645 cm-1)的振动比VO79.45减小。因此,推断出含氧官能团可能在加热过程中与金属Li反应。

结果表示人工SEI显著改善了CE,并在4 mAh cm-2下显示出超过1000小时的优异循环能力。LiFePO4/Li电池(2.8 mAh cm-2)具有300次循环的长循环能力和99.8%的高CE。这项工作为抑制Li枝晶生长提供了一种新的策略,并为金属阳极的稳定SEI设计提供了启示。

[1] Chang S , Jin X , He Q ,et al.In Situ Formation of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons as an Artificial Hybrid Layer for Lithium Metal Anodes[J].Nano letters, 2022(1):22.DOI:10.1021/acs.nanolett.1c03624.

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