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In-situ construction of high-mechanical-strength and fast-ion-conductivity interphase for Anode-free Li battery

Journal of Energy Chemistry 2023年第5期80卷 207-214,I0006页

作者： Yangfan lin Juner Chen Han Zhang Jianhui Wang Key Laboratory of 3D Micro/Nano Fabrication and Characterization of Zhejiang Province School of EngineeringWestlake UniversityHangzhou 310024ZhejiangChina Institute of Advanced Technology Westlake Institute for Advanced StudyHangzhou 310024ZhejiangChina Department of Chemistry Zhejiang UniversityHangzhou 310027ZhejiangChina

The solid electrolyte interphase(SEI)with strong mechanical strength and high ion conductivity is highly desired for li metal batteries,especially for harsh anode-free batteries.Herein,we report a pragmatic approach to the in-situ construction of high-quality SEI by applying synergistic additives of li NO_(3)and ethylene sulfite(ES)in the electrolyte.The obtained SEI exhibits a high average Young’s modulus(9.02GPa)and exchanging current density(4.59 mA cm^(-2)),which are 3.0 and 1.2 times as large as those using the sole additive of liNO_(3),respectively.With this improved SEI,li-dendrite growth and side reactions are effectively suppressed,leading to an ultra-high Coulombic efficiency(CE)of 99.7%for li plating and stripping.When applying this improved electrolyte in full cells,it achieves a high capacity retention of 89.7%for over 150 cycles in a liFePO_(4)||li battery(~12 mg cm^(-2)cathode,50μm li)and of 44.5%over 100 cycles in a liFePO_(4)||Cu anode-free battery.

关键词： Anode-free Li battery Solid electrolyte interphase Additive lithiu mnitrate Ethylene sulfite

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