Desentrañando el nuevo papel de una capa de solvatación de carbonato de etileno en baterías recargables de iones metálicos

Los electrolitos juegan un papel crítico en el control del rendimiento de las baterías de iones metálicos. Sin embargo, el comportamiento molecular de los componentes del electrolito y sus efectos en los electrodos no se comprenden completamente. En este documento, presentamos una nueva perspectiva sobre el papel del cosolvente de carbonato de etileno (EC) más comúnmente utilizado, tanto en el volumen como en la interfaz electrolito-electrodo. Hemos descubierto un nuevo fenómeno que contribuye a estabilizar el electrolito, además de los roles bien conocidos de disociar sales metálicas y formar una interfase sólida de electrolito (SEI). Como paradigma, confirmamos que el EC puede formar un par Li+–EC en prioridad en comparación con otros tipos de disolventes (por ejemplo, carbonato de etilo y metilo) y luego alterar las interacciones Li+–disolvente en el electrolito. El par Li+–EC puede dominar la estructura de desolvatación en la interfaz del electrodo, suprimiendo así la descomposición Li+–disolvente debido a la mayor estabilidad de Li+–EC. Nuestro punto de vista se confirma en diferentes electrolitos para baterías de iones de litio, sodio y potasio, donde se muestra que la SEI está limitada para estabilizar el electrodo en el caso del par Li+–disolvente menos estable. Nuestro descubrimiento proporciona una explicación general del efecto del EC y ofrece nuevas pautas para diseñar electrolitos más confiables para baterías de metal (ion).