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Role of 1,3-Propane Sultone and Vinylene Carbonate in Solid Electrolyte Interface Formation and Gas Generation
The Journal of Physical Chemistry C ( IF 3.3 ) Pub Date : 2015-05-12 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.jpcc.5b00072 Bo Zhang 1 , Michael Metzger 2 , Sophie Solchenbach 2 , Martin Payne 3 , Stefano Meini 4 , Hubert A. Gasteiger 2 , Arnd Garsuch 4 , Brett L. Lucht 1
The Journal of Physical Chemistry C ( IF 3.3 ) Pub Date : 2015-05-12 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.jpcc.5b00072 Bo Zhang 1 , Michael Metzger 2 , Sophie Solchenbach 2 , Martin Payne 3 , Stefano Meini 4 , Hubert A. Gasteiger 2 , Arnd Garsuch 4 , Brett L. Lucht 1
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Lithium-ion coin cells containing electrolytes with and without 1,3-propane sultone (PS) and vinylene carbonate (VC) were prepared and investigated. The electrochemical performance of the cells is correlated with ex situ surface analysis of the electrodes conducted by Fourier transform infrared and X-ray photoelectron spectroscopies and in situ gas analysis by online electrochemical mass spectrometry (OEMS). The results suggest that incorporation of both PS and VC results in improved capacity retention upon cycling at 55 °C and lower impedance. Ex situ surface analysis and OEMS confirm that incorporation of PS and VC alter the reduction reactions on the anode inhibiting ethylene generation and changing the structure of the solid electrolyte interface. Incorporation of VC results in CO2 evolution, formation of poly(VC), and inhibition of ethylene generation. Incorporation of PS results in generation of lithium alkylsulfonate (RSO2Li) and inhibition of ethylene generation. The combination of PS and VC reduces the ethylene gassing during formation by more than 60%.
中文翻译：
1,3-丙磺酸内酯和碳酸亚乙烯酯在固体电解质界面形成和产气中的作用
制备并研究了含有电解质的锂离子纽扣电池，该电解质带有和不带有1,3-丙烷磺酸内酯（PS）和碳酸亚乙烯酯（VC）。电池的电化学性能与通过傅立叶变换红外和X射线光电子能谱进行的电极异位表面分析以及通过在线电化学质谱（OEMS）进行的原位气体分析相关。结果表明，PS和VC的结合可改善在55°C循环时的容量保持率并降低阻抗。异位表面分析和OEMS证实，PS和VC的掺入会改变阳极上的还原反应，从而抑制乙烯的产生并改变固体电解质界面的结构。将VC合并到CO 2中演化，聚（VC）的形成和乙烯生成的抑制。PS的引入导致烷基磺酸锂（RSO 2 Li）的产生和乙烯的产生的抑制。PS和VC的组合可将形成过程中的乙烯放气减少60％以上。
更新日期：2015-05-12
中文翻译：
1,3-丙磺酸内酯和碳酸亚乙烯酯在固体电解质界面形成和产气中的作用
制备并研究了含有电解质的锂离子纽扣电池，该电解质带有和不带有1,3-丙烷磺酸内酯（PS）和碳酸亚乙烯酯（VC）。电池的电化学性能与通过傅立叶变换红外和X射线光电子能谱进行的电极异位表面分析以及通过在线电化学质谱（OEMS）进行的原位气体分析相关。结果表明，PS和VC的结合可改善在55°C循环时的容量保持率并降低阻抗。异位表面分析和OEMS证实，PS和VC的掺入会改变阳极上的还原反应，从而抑制乙烯的产生并改变固体电解质界面的结构。将VC合并到CO 2中演化，聚（VC）的形成和乙烯生成的抑制。PS的引入导致烷基磺酸锂（RSO 2 Li）的产生和乙烯的产生的抑制。PS和VC的组合可将形成过程中的乙烯放气减少60％以上。
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