钠离子电池HOPG负极固体电解质界面膜的AFM研究

作     者：王舒玮 胡和丰 王德宇 沈彩 WANG Shu-Wei;HU He-Feng;WANG De-Yu;SHEN Cai

作者机构：上海大学材料科学与工程学院上海200072 中国科学院宁波材料技术与工程研究所宁波315201 

出 版 物：《无机材料学报》 (Journal of Inorganic Materials)

年 卷 期：2017年第32卷第6期

页      面：596-602页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家重点研发计划(2016YFB0100106) 国家自然科学基金(21303236) 宁波市自然科学基金(2016A610275)~~ 

主　　题：钠离子电池 固体电解质界面膜 电化学原子力显微镜 电解液 

摘      要：固体电解质界面膜(Solid Electrolyte Interphase,SEI)在钠离子电池(Sodium Ion Battery,NIB)中扮演着重要作用。迄今为止,对于钠离子电池SEI膜的探索仍然十分有限。本研究利用电化学原子力显微镜(Electrochemical AFM,EC-AFM),通过循环伏安法研究了钠离子电池负极材料高定向热解石墨(Highly Oriented Pyrolytic Graphite,HOPG),在碳酸乙烯酯(Ethylene Carbonate,EC)和氟代碳酸乙烯酯(Fluoroethylene Carbonate,FEC)电解液中首次充放电过程SEI膜的结构变化。通过纳米刻蚀的方法,进一步获得首次充放电结束后SEI的厚度。结合X射线光电子能谱(X-ray Photoelectron Spectroscopy,XPS)分析了HOPG在EC和FEC电解液中所形成的SEI膜的化学组成区别。研究结果表明,在EC电解液中,所生成的SEI膜在HOPG表面非台阶处较薄,但在HOPG的台阶处较厚;在FEC电解液中,所生成的SEI膜很厚,具有明显的双层结构。其中上层是由体积较大的颗粒组成,下层则由致密的小颗粒组成。