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深圳大学米宏伟课题组EnSM:碘化钾双功能添加剂构筑固态锂金属电池稳定界面相

科学材料站  · 公众号  ·  · 2025-01-04 12:42
    

主要观点总结

本文介绍了基于静电屏蔽与死锂激活的双重界面优化实现固态锂能源存储的研究。文章提出了一种基于微量K+诱导的静电屏蔽效应和I-/I3-氧化还原电对诱导的死锂再激活双重界面调控策略,为固态锂金属电池的开发拓宽了设计视野。文章详细阐述了KI添加剂的机理、电化学分析及其动力学性质、全电池性能等方面的内容。

关键观点总结

关键观点1: KI添加剂的机理说明

KI添加剂在初始锂沉积过程中,低浓度的K+主要吸附在尖端,起到静电屏蔽效果,促使锂均匀沉积。在充放电过程中,I-/I3-氧化还原电对与非活性锂和脱锂磷酸铁锂反应,激活非活性锂。

关键观点2: SPE-KI的电化学分析及其动力学性质

基于SPE-KI的Li|Li对称电池表现出优异的长循环性能。弛豫时间分布(DRT)表明Li+在SEI中的迁移是关键步骤,KI诱导的SEI可以加速Li+的传输。多种表征手段揭示了KI添加剂对固态锂金属电池体相/界面相电荷传输动力学的促进作用。

关键观点3: KI添加剂机理的阐明

通过第一性原理DFT计算揭示了不同电解质组分的能级,I3-具有最小的能级差ΔE,表明其具有更高的反应性。XPS和TOF-SIMS分析证实了KI的加入有助于调控SEI的组成和分布。原位拉曼光谱技术揭示了I3-在电池中的作用机制。基于COMSOL模拟研究了不同SOC下Li|LFP电池的电荷传输和动力学。

关键观点4: 基于SPE-KI的全电池性能

基于SPE-KI的Li|LFP电池在不同倍率下表现出更优异的循环性能。此外,软包电池滥用测试以及红外热成像验证了SPE-KI的热稳定性。


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