过渡金属（TM）氧化物正极具有能量密度高、倍率性能优异、成本低等特点，广泛应用于锂离子电池。然而，在循环过程中，过渡金属离子从正极溶解进入电解液，随后通过电迁移到达负极附近并沉积在负极颗粒表面的界面膜（SEI膜）上，这一过程称为串扰效应。已有研究表明，过渡金属离子可能破坏并重构负极SEI膜，引发负极界面持续增长，导致电池容量衰减，但潜在机制存在争议。因此，明确过渡金属离子在电解液中的存在方式，在负极侧的沉积形式与在SEI膜中的组成，以及过渡金属离子如何诱导SEI膜增长，对于理解串扰效应对SEI膜性质及锂离子电池性能的影响至关重要。
近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心研究团队，采用冷冻电镜技术，剖析过渡金属离子Fe（来自LiFePO4正极）和Mn（来自含Mn氧化物正极）的串扰效应，发现了一些共性问题。过渡金属离子进入电解液后，优先与电解液中的溶剂配位形成类似“溶剂-TM”，提高了电解液还原电位，并催化电解液发生双电子还原反应，使过渡金属离子以有机络合物形式沉积在SEI膜中。过渡金属离子对电解液分解具有催化作用，导致更多副反应发生和额外气体释放，破坏SEI膜完整性，使得电解液不断渗透至负极表面进而被分解。因此，在循环过程中，持续的界面副反应消耗活性锂离子，致使SEI膜呈现出“自下而上”生长模式。同时，增厚引起电池极化增加。研究还证实，过渡金属离子价态越高，对电解液的催化作用越显著，产气越多，导致SEI膜增长速度加快，使电池性能衰减越快。
团队基于对过渡金属离子在电池退化中作用机制的理解，提出两个降低有害影响的策略。一是采用与过渡金属离子结合能较低的溶剂作为电解液成分；二是在电池化成阶段构建具有更优电子绝缘性的致密SEI膜，以抑制溶剂化过渡金属离子向负极扩散，并阻断其对电解液的催化还原反应。
上述研究更新了关于过渡金属串扰对SEI性质和锂离子电池性能的认知，为提高电池循环寿命提供了潜在策略。
相关研究成果分别发表在《先进材料》（Advanced Materials）和《先进能源材料》（Advanced Energy Materials）上。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院相关项目等的支持。
论文链接：1、2
过渡金属离子串扰效应作用机制
11月9日，中国农业大学召开研究生教育工作会，全面回顾学校研究生院建院40周年来研究生教育事业的发展历程和主要成就，全 城区学校在开展劳动教育时常常面临劳动教育资源不足、劳动场地受限等问题。长沙市长郡芙蓉中学是—所城区学校，校园面积仅29亩，学生达到2100余人。为了满足学生的劳动实践需求，学校在建设和 在内蒙古包头市第三十五中学的操场上，学生正在练习跑步体测项目，操场上的AI体育设备自动识别并记录运动数据。体育课上，通过AI体育设备，教师参考学生练习成绩，提高课堂效率，开展个性化教学。包头市 中国教育报-中国教育新闻网讯（记者 苏峰）近日，山西省临汾市学前教育教研共同体第五责任区教研活动在隰县召开现场会，第五责任区教研专家，蒲县、永和县及隰县教体局相关人员和幼儿园园长、教师代表 中国教育报-中国教育新闻网讯（通讯员 李新春 记者 阳锡叶）日前，湖南省祁阳市第二届“润天建材杯”中学生体育运动会在梅溪镇中学举行，该镇百余名中小学生借助音乐、舞蹈、武术、口技等形式，进行开 中国教育报-中国教育新闻网讯（通讯员 吴伟锋 林志荣 黄紫耀 记者 龙超凡）近日，2024中国·海峡“妈祖杯”鞋类设计大赛决赛在湄洲湾职业技术学院举行。来自上海欧基亚贸易有限公司的杨洋、耿克峰 。本文链接：研究发现锂电池中过渡金属离子串扰效应http://www.sushuapos.com/show-12-2143-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。
下一篇： 金属卤化物发光动力学研究取得进展