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论论资讯 ｜ 2023-10-27 ｜
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ACS Energy Letters
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New Insight into the Role of Fluoro-ethylene Carbonate in Suppressing Li-Trapping for Si Anodes in Lithium-Ion Batteries
Li Y.; Cao Z.; Wang Y.; Lv L.; Sun J.; Xiong W.; Qu Q.; Zheng H.
Published：2023-01-01
DOI：10.1021/acsenergylett.3c01328
研究背景
随着科技的不断发展，锂离子电池已经成为了我们日常生活中必不可少的能源储备装置。然而，随着电池容量的不断提高，硅负极的使用也越来越广泛。然而，硅负极在循环过程中会出现锂离子困扰现象，导致电池容量下降。因此，如何解决这个问题成为了当前研究领域的一个热点。
研究内容
在这项研究中，研究人员发现氟乙烯碳酸酯（FEC）在抑制锂离子困扰方面的作用比在稳定固体电解质界面（SEI）膜方面的作用更为重要。在没有FEC的电解液中，SEI的生长和重排占据了容量损失的47.8％，而剩余的52.2％与Si颗粒内的锂离子困扰有关。在存在10％FEC的情况下，与SEI生长相关的容量损失减少了52.9％，而与Si颗粒内的锂离子困扰相关的容量损失则减少了82.3％。微观研究表明，在硅相中掺杂LiF是主要原因，它有效地抑制了晶体Li15Si4的形成，从而减少了电化学循环过程中的锂离子困扰。这一新的发现揭示了FEC添加剂对锂离子电池中硅负极的隐藏作用。
研究意义
这项研究为解决锂离子电池中硅负极的困扰问题提供了新的思路。同时，研究人员发现FEC在抑制锂离子困扰方面的作用比在稳定SEI膜方面的作用更为重要，这一发现对于锂离子电池的设计和制造具有重要的指导意义。这项研究的结果有望为未来锂离子电池的发展提供新的思路和方法。
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