Sastrería flúor

8 de junio de 2023

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por Science China Press

En un estudio publicado en la revista Science China Chemistry, se introdujo carbonato cíclico fluorado (DFEC) en electrolitos de éter como aditivo formador de SEI. El electrolito modificado podría mejorar la interfaz del ánodo de metal Li y lograr una alta eficiencia y una estabilidad de ciclo prolongado de los LMB.

Los LMB se consideran el sistema de batería de próxima generación más prometedor debido a la alta capacidad específica (3860 mAh g−1) y al bajo potencial de electrodo (-3,04 V frente a SHE) del ánodo de metal Li.

Sin embargo, hay muchos factores limitantes que limitan el desarrollo de LMB, como una reacción secundaria entre el ánodo de Li y el electrolito, el crecimiento de dendritas de Li y un efecto de volumen grave del ánodo de Li, etc., que conducen a una baja eficiencia coulombic (CE) y pobre ciclo de vida. La interfase de electrolito sólido estable (SEI) es la clave para lograr una alta eficiencia y una estabilidad de ciclo prolongado de los LMB.

El ajuste de SEI a través de la optimización de electrolitos se considera una forma eficiente y de bajo costo de mejorar la interfaz del ánodo de metal Li. Por lo tanto, es fundamental diseñar una formulación de electrolitos que pueda formar un SEI estable, la clave es la elección de los solventes y el aditivo formador de película.

Recientemente, el profesor Renjie Chen y el profesor Ji Qian propusieron un electrolito mixto de éter-éster en el que se introdujo carbonato de trans-difluoroetileno (DFEC) en el electrolito de éter como aditivo formador de película. En primer lugar, el electrolito de éter tiene una buena estabilidad antirreducción con el metal Li. En segundo lugar, debido al nivel más bajo de LUMO de DFEC, se puede reducir preferentemente durante el ciclo inicial, formando SEI rico en LiF en el ánodo de metal Li.

El SEI rico en LiF puede inhibir el crecimiento de la dendrita de litio, aliviar las reacciones secundarias e inducir la deposición densa de litio. Gracias a las ventajas anteriores, los LMB que utilizan electrolitos modificados muestran una alta eficiencia y un rendimiento de ciclo estable. El primer autor de este artículo es Tianyang Xue, estudiante graduado en el Instituto de Tecnología de Beijing, y los autores correspondientes son el Prof. Renjie Chen, el Prof. Ji Qian y el Prof. Xingming Guo.

Por lo tanto, surgen algunas implicaciones para diseñar un electrolito para aumentar la alta eficiencia y la estabilidad de ciclo largo de los LMB. Este trabajo explora la química de la interfase de los LMB y proporciona información importante para seguir estudiando el nuevo sistema de electrolitos para los LMB.

Más información: Tianyang Xue et al, Adaptación de la interfase de electrolito sólido rico en flúor para aumentar la alta eficiencia y la estabilidad de ciclo prolongado de las baterías de metal de litio, Science China Chemistry (2023). DOI: 10.1007/s11426-022-1623-2

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