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Understanding the Cathode–Electrolyte Interphase in Lithium-Ion Batteries
Energy Technology ( IF 3.6 ) Pub Date : 2022-06-28 , DOI: 10.1002/ente.202200421 Sungjemmenla Sungjemmenla 1 , S. K. Vineeth 1, 2 , Chhail Bihari Soni 1 , Vipin Kumar 1, 2 , Zhi Wei Seh 3
Energy Technology ( IF 3.6 ) Pub Date : 2022-06-28 , DOI: 10.1002/ente.202200421 Sungjemmenla Sungjemmenla 1 , S. K. Vineeth 1, 2 , Chhail Bihari Soni 1 , Vipin Kumar 1, 2 , Zhi Wei Seh 3
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The electrode–electrolyte interface is one of the major components enabling Li-ion batteries (LIBs) to function reversibly. Often, the solid–electrolyte interphase (SEI) at the anode is regarded as the key interface that determines the cycle life, capacity fade, and overall safety of batteries. There are a plethora of SEI literatures that exist; however, the cathode–electrolyte interphase (CEI) remains relatively unexplored. Unlike in the case of SEI, a detailed understanding of CEI formation and its association with battery performance is not present. This review gives insight into the recent progress in understanding the CEI in LIBs. Though there is a relative dearth of literature, the CEI is generally considered as a heterogeneous multicomponent film formed due to the decomposition of electrolyte at the cathode surface. Besides understanding the thermodynamic properties and relevant kinetic reactions, one of the main challenges lies in developing and stabilizing the CEI layer due to its complex structural composition. Extensive research efforts to engineer a stable CEI are reviewed, including the use of electrolyte additives, artificial engineering, and heteroatom doping of cathode. Furthermore, promising characterization techniques and future outlook in forming a robust CEI for both existing LIB and post-LIB systems are highlighted.
中文翻译:
了解锂离子电池中的阴极-电解质界面
电极-电解质界面是使锂离子电池 (LIB) 实现可逆功能的主要组件之一。通常,阳极的固体电解质界面(SEI)被认为是决定电池循环寿命、容量衰减和整体安全性的关键界面。存在大量的 SEI 文献。然而,阴极 - 电解质界面(CEI)仍然相对未开发。与 SEI 不同,没有详细了解 CEI 的形成及其与电池性能的关系。本综述深入了解了最近在理解 LIB 中的 CEI 方面取得的进展。尽管文献相对较少,但 CEI 通常被认为是由于电解质在阴极表面分解而形成的异质多组分薄膜。除了了解热力学性质和相关动力学反应外,主要挑战之一在于开发和稳定 CEI 层,因为它具有复杂的结构组成。回顾了设计稳定 CEI 的广泛研究工作,包括电解质添加剂的使用、人工工程和阴极的杂原子掺杂。此外,强调了为现有 LIB 和后 LIB 系统形成强大的 CEI 的有前途的表征技术和未来前景。和阴极的杂原子掺杂。此外,强调了为现有 LIB 和后 LIB 系统形成强大的 CEI 的有前途的表征技术和未来前景。和阴极的杂原子掺杂。此外,强调了为现有 LIB 和后 LIB 系统形成强大的 CEI 的有前途的表征技术和未来前景。
更新日期:2022-06-28
中文翻译:
了解锂离子电池中的阴极-电解质界面
电极-电解质界面是使锂离子电池 (LIB) 实现可逆功能的主要组件之一。通常,阳极的固体电解质界面(SEI)被认为是决定电池循环寿命、容量衰减和整体安全性的关键界面。存在大量的 SEI 文献。然而,阴极 - 电解质界面(CEI)仍然相对未开发。与 SEI 不同,没有详细了解 CEI 的形成及其与电池性能的关系。本综述深入了解了最近在理解 LIB 中的 CEI 方面取得的进展。尽管文献相对较少,但 CEI 通常被认为是由于电解质在阴极表面分解而形成的异质多组分薄膜。除了了解热力学性质和相关动力学反应外,主要挑战之一在于开发和稳定 CEI 层,因为它具有复杂的结构组成。回顾了设计稳定 CEI 的广泛研究工作,包括电解质添加剂的使用、人工工程和阴极的杂原子掺杂。此外,强调了为现有 LIB 和后 LIB 系统形成强大的 CEI 的有前途的表征技术和未来前景。和阴极的杂原子掺杂。此外,强调了为现有 LIB 和后 LIB 系统形成强大的 CEI 的有前途的表征技术和未来前景。和阴极的杂原子掺杂。此外,强调了为现有 LIB 和后 LIB 系统形成强大的 CEI 的有前途的表征技术和未来前景。