Nicht-lösende und niederdieelektrische Cosolventien für anion-abgeleitete feste Elektrolytgrenzen in Lithium-Metall-Batterien

Zusammenfassung Lithium (Li) Metallanoden versprechen viel für Batterien der nächsten Generation mit hoher Energiedichte, während das unzureichende grundlegende Verständnis der komplexen festen Elektrolytgrenze (SEI) das Haupthindernis für die vollständige Demonstration ihres Potenzials in funktionierenden Batterien darstellt. Die Eigenschaften der SEI hängen stark von der inneren Solvationsstruktur der Lithium-Ionen (Li + ) ab. Hier klären wir die entscheidende Bedeutung der Eigenschaften von Cosolventien sowohl für die Li + -Solvationsstruktur als auch für die SEI-Bildung an funktionierenden Li-Metallanoden. Nicht-lösende und niederdielektrische (NL) Cosolventien verbessern intrinsisch die Wechselwirkung zwischen Anion und Li + , indem sie eine niederdielektrische Umgebung bieten. Die zahlreichen positiv geladenen Anion-Kation-Agregate, die durch die Einführung von NL-Cosolventien entstehen, werden bevorzugt an die negativ geladene Li-Anodenoberfläche gebracht, was eine anion-abgeleitete, inorganisch reichhaltige SEI induziert. Ein Lösungsmittel-Diagramm wird weiter erstellt, um zu veranschaulichen, dass ein Lösungsmittel mit sowohl geeigneter relativer Bindungsenergie gegenüber Li + als auch Dielektrizitätskonstante als NL-Cosolvent geeignet ist.