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Amide-Functional, Li3N/LiF-Rich Heterostructured Electrode Electrolyte Interphases for 4.6 V Li||LiCoO2 Batteries
Advanced Energy Materials ( IF 24.4 ) Pub Date : 2023-03-04 , DOI: 10.1002/aenm.202300084 Jiandong Liu 1 , Mingguang Wu 1 , Xin Li 1 , Daxiong Wu 1 , Huaping Wang 1 , Junda Huang 1 , Jianmin Ma 1
Advanced Energy Materials ( IF 24.4 ) Pub Date : 2023-03-04 , DOI: 10.1002/aenm.202300084 Jiandong Liu 1 , Mingguang Wu 1 , Xin Li 1 , Daxiong Wu 1 , Huaping Wang 1 , Junda Huang 1 , Jianmin Ma 1
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Enhancing the charge cut-off voltage of LiCoO2 at 4.6 V can improve the battery density, however, structural instability is a critical challenge (e.g., electrolyte decomposition, Co dissolution, and structural phase transition). Here, robust electrode electrolyte interphases (EEIs) with the high Li+ conductivity offered by polar amide groups and a Li3N/LiF heterostructure is constructed. 3-(trifluoromethyl) phenyl isocyanate (3-TPIC) is rationally designed as an electrolyte additive for sustaining a 4.6 V Li||LiCoO2 battery with such CEI, which can effectively address the challenge of structural instability. The polar amide group can achieve Li+ de-solvation and increase Li+ transport. Li3N/LiF heterostructure in the cathode electrolyte interphase (CEI) can speed up the Li+ insertion/extraction for improving Coulombic efficiency and weakening polarization of LiCoO2 at 4.6 V. In addition, the solid electrolyte interphase (SEI) with a similar structure on the Li anode surface contributes to the uniform Li deposition for suppressing the Li dendrite growth. As expected, 4.6 V Li||LiCoO2 batteries with superior EEIs can deliver excellent electrochemical performance.
中文翻译:
用于 4.6 V Li||LiCoO2 电池的酰胺功能、富含 Li3N/LiF 的异质结构电极电解质界面
将 LiCoO 2的充电截止电压提高到 4.6 V 可以提高电池密度,但是,结构不稳定性是一个关键挑战(例如,电解质分解、Co 溶解和结构相变)。在这里,构建了由极性酰胺基团和 Li 3 N/LiF 异质结构提供的具有高 Li +电导率的稳健电极电解质界面 (EEI) 。3-(三氟甲基)苯基异氰酸酯 (3-TPIC) 被合理设计为电解液添加剂,用于支持具有此类 CEI 的 4.6 V Li||LiCoO 2电池,可有效解决结构不稳定的挑战。极性酰胺基可以实现Li +去溶剂化,增加Li +运输。正极电解质界面 (CEI) 中的Li 3 N/LiF 异质结构可以加快 Li + 的插入/脱出,从而提高 LiCoO 2在 4.6 V下的库仑效率和弱化极化。此外,固体电解质界面 (SEI) 具有类似的锂负极表面的结构有助于锂的均匀沉积,从而抑制锂枝晶的生长。正如预期的那样,具有出色 EEI 的4.6 V Li||LiCoO 2电池可提供出色的电化学性能。
更新日期:2023-03-04
中文翻译:
用于 4.6 V Li||LiCoO2 电池的酰胺功能、富含 Li3N/LiF 的异质结构电极电解质界面
将 LiCoO 2的充电截止电压提高到 4.6 V 可以提高电池密度,但是,结构不稳定性是一个关键挑战(例如,电解质分解、Co 溶解和结构相变)。在这里,构建了由极性酰胺基团和 Li 3 N/LiF 异质结构提供的具有高 Li +电导率的稳健电极电解质界面 (EEI) 。3-(三氟甲基)苯基异氰酸酯 (3-TPIC) 被合理设计为电解液添加剂,用于支持具有此类 CEI 的 4.6 V Li||LiCoO 2电池,可有效解决结构不稳定的挑战。极性酰胺基可以实现Li +去溶剂化,增加Li +运输。正极电解质界面 (CEI) 中的Li 3 N/LiF 异质结构可以加快 Li + 的插入/脱出,从而提高 LiCoO 2在 4.6 V下的库仑效率和弱化极化。此外,固体电解质界面 (SEI) 具有类似的锂负极表面的结构有助于锂的均匀沉积,从而抑制锂枝晶的生长。正如预期的那样,具有出色 EEI 的4.6 V Li||LiCoO 2电池可提供出色的电化学性能。