Adaptação de flúor

8 de junho de 2023

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por Science China Press

Em um estudo publicado na revista Science China Chemistry, o carbonato cíclico fluorado (DFEC) foi introduzido no eletrólito de éter como um aditivo formador de SEI. O eletrólito modificado pode melhorar a interface do ânodo de metal Li e alcançar alta eficiência e longa estabilidade de ciclo de LMBs.

Os LMBs são considerados o sistema de bateria de última geração mais promissor devido à alta capacidade específica (3860 mAh g-1) e ao baixo potencial de eletrodo (-3,04 V vs. SHE) do ânodo metálico de lítio.

No entanto, existem muitos fatores limitantes que limitam o desenvolvimento de LMBs - como uma reação lateral entre o ânodo de Li e o eletrólito, o crescimento de dendritos de Li e um sério efeito de volume do ânodo de Li, etc. - que levam a uma baixa eficiência coulômbica (CE) e ciclo de vida ruim. A interfase de eletrólito sólido estável (SEI) é a chave para alcançar alta eficiência e estabilidade de ciclo longo de LMBs.

Ajustar o SEI por meio da otimização do eletrólito é considerado uma maneira eficiente e de baixo custo de melhorar a interface do ânodo metálico de lítio. Portanto, é fundamental projetar uma formulação de eletrólito que possa formar um SEI estável, a chave é a escolha de solventes e aditivo formador de filme.

Recentemente, o Prof. Renjie Chen e o Prof. Ji Qian propuseram um eletrólito misto éter-éster no qual carbonato trans-difluoroetileno (DFEC) foi introduzido no eletrólito éter como um aditivo formador de filme. Em primeiro lugar, o eletrólito de éter tem boa estabilidade anti-redução com o metal Li. Em segundo lugar, devido ao menor nível de LUMO do DFEC, ele pode ser preferencialmente reduzido durante o ciclo inicial, formando SEI rico em LiF no ânodo metálico de Li.

O SEI rico em LiF pode inibir o crescimento do dendrito de lítio, aliviar reações colaterais e induzir a deposição densa de lítio. Graças às vantagens acima, os LMBs que usam eletrólito modificado apresentam alta eficiência e desempenho de ciclagem estável. O primeiro autor deste artigo é Tianyang Xue, um estudante de pós-graduação do Instituto de Tecnologia de Pequim, e os autores correspondentes são o Prof. Renjie Chen, o Prof. Ji Qian e o Prof. Xingming Guo.

Algumas implicações surgem, portanto, para projetar um eletrólito para aumentar a alta eficiência e a estabilidade de ciclo longo dos LMBs. Este trabalho explora a química de interfase de LMBs e fornece informações importantes para estudos mais aprofundados sobre o novo sistema de eletrólito para LMBs.

Mais Informações: Tianyang Xue et al, Adaptando a interfase de eletrólito sólido rico em flúor para aumentar a alta eficiência e a estabilidade de ciclo longo de baterias de metal de lítio, Science China Chemistry (2023). DOI: 10.1007/s11426-022-1623-2

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