Отправить статью по E-mail 
Влияние декалина и перфтордекалина на дендритообразование в процессе работы металлического литиевого анода
- Авторы: Алпатов С.С.1, Васильев Ф.А.1, Семенихин О.А.1
-
Учреждения:
- Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова
- Выпуск: Том 60, № 5 (2024)
- Страницы: 373-384
- Раздел: Статьи
- URL: https://journal-vniispk.ru/0424-8570/article/view/268082
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0424857024050057
- EDN: https://elibrary.ru/qnjlzm
- ID: 268082
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Аннотация
В настоящей работе исследовалось влияние добавок декагидронафталина (декалина) и его производного, перфтордекалина (октадекафтордекалина), на процессы осаждения и растворения металлического лития, включая процессы дендритообразования, на анодах вторичных литиевых источников тока в электролите на основе гексафторфосфата лития и смеси этиленкарбоната (EC) и диэтилкарбоната (DEC). Исследование проводилось с использованием методов транзиентов тока и электрохимического импеданса. Результаты показали, что в отличие от добавок традиционных катионных ПАВ цетилтриметиламмония бромида и гексадецилпиридиния бромида, исследованных нами ранее, декалин и перфтордекалин вступают в специфическое взаимодействие с поверхностью литиевого электрода. При этом декалин настолько сильно взаимодействует с поверхностью литиевого электрода, что он фактически блокирует процессы как осаждения, так и анодного растворения лития. Взаимодействие перфтордекалина с поверхностью лития оказалось менее сильным, в результате чего он не препятствует циклированию металлического литиевого анода, но в то же время оказывает ингибирующее действие на дендритообразование. В электролите с добавкой перфтордекалина удалось осуществить более 80 циклов заряда-разряда литиевого анода с кулоновской эффективностью 70–80%, в то время как без добавки количество циклов было менее 40, а кулоновская эффективность была 60% и ниже.
Полный текст
Об авторах
С. С. Алпатов
Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова
Email: osemenik@elch.chem.msu.ru
химический факультет
Россия, МоскваФ. А. Васильев
Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова
Email: osemenik@elch.chem.msu.ru
химический факультет
Россия, МоскваО. А. Семенихин
Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова
Автор, ответственный за переписку.
Email: osemenik@elch.chem.msu.ru
химический факультет
Россия, МоскваСписок литературы
- Алпатов, С. С., Васильев, Ф. А., Алешина, В. Х., Ваграмян, Т. А., Семенихин, О. А. Электроосаждение лития в присутствии поверхностно-активных веществ. Электрохимия. 2024. Т. 60. № 5. С. 349.
- Алпатов, С. С., Васильев, Ф. А., Алешина, В. Х., Ваграмян, Т. А., Семенихин, О. А. Анализ спектров электрохимического импеданса и строения твердоэлектролитной интерфазы на электроосажденном металлическом литии с использованием метода распределения времен релаксации. Электрохимия. 2024. Т. 60. № 5. С. 361.
- Chen, S.R., Dai, F., and Cai, M., Opportunities and Challenges of High-Energy Lithium Metal Batteries for Electric Vehicle Applications, ACS Energy Lett., 2020, vol. 5, p. 3140.
- Liu, D.H., Bai, Z.Y., Li, M., Yu, A.P., Luo, D., Liu, W.W., Yang, L., Lu, J., Amine, K., and Chen, Z.W., Developing high safety Li-metal anodes for future high-energy Li-metal batteries: strategies and perspectives, Chem. Soc. Rev., 2020, vol. 49, p. 5407.
- Qin, K., Holguin, K., Mohammadiroudbari, M., Huang, J., Kim, E. Y. S., Hall, R., and Luo, C., Strategies in structure and electrolyte design for high-performance lithium metal batteries, Adv. Funct. Mater., 2021, vol. 31, p. 2009694.
- Besenhard, J.O., Gürtler, J., Komenda, P., and Paxinos, A., Corrosion protection of secondary lithium electrodes in organic electrolytes, J. Power Sources, 1987, vol. 20, p. 253.
- von Aspern, N., Roeschenthaler, G.-V., Winter, M., and Cekic-Laskovic, I., Fluorine and Lithium: Ideal Partners for High-Performance Rechargeable Battery Electrolytes, Angew. Chem. Int. Ed., 2019, vol. 58, p. 16124.
- Xu, N., Shi, J., Liu, G., Yang, X., Zheng, J., Zhang, Z., and Yang, Y., Research progress of fluorine-containing electrolyte additives for lithium ion batteries, J. Power Sources Adv., 2021, vol. 7, p. 100043.
- Scharifker, B. and Hills, G., Theoretical and experimental studies of multiple nucleation, Electrochim. Acta, 1983, vol. 28, p. 879.
- Scharifker, B.R., Mostany, J., Palomar‐Pardavé, M., and González, I., On the theory of the potentiostatic current transient for diffusion‐controlled three‐dimensional electrocrystallization processes, J. Electrochem. Soc., 1999, vol. 146, p. 1005.
Дополнительные файлы
