インターフェーズエンジニアリングは、プレリチオアノードの電気化学的安定性を向上させました

プレリチエーションは、固体電解質間期（SEI）の形成と不可逆的な構造の変化により、リチウムイオン電池の初期リチウム損失を補うための不可欠な技術です。ただし、充電された材料/電極は、空気と電解質とより反応的になり、不要な副反応と汚染をもたらすため、事前測定技術の実用的な適用が困難になります。この問題に対処するために、ここでは、化学的プレリチエーション後の単純な溶液処理を通じて、既成電極を保護するための単純な溶液処理を通じてインターフェーズエンジニアリングを行います。使用済みの溶液は慎重に選択されており、As-formed人工SEIの組成とナノ構造は、極低温電子顕微鏡とX線光電子分光法によって明らかになります。電気化学的評価は、特にフッ素化された間期には、この人工SEIのユニークなメリットを示しています。これは、界面イオン輸送を強化するだけでなく、空気へのプレリゼア電極の耐性も増加させます。処理されたグラファイト電極は、129.4％の初期クーロン効率、3 Cで170 mAh G-1の大容量、1 Cで200サイクル後に無視できる容量崩壊を示します。人工のSEIを構築するだけでなく、バッテリー製造のアップグレードと高度な電解質の代替使用を啓発します。

Prelithiation is an essential technology to compensate for the initial lithium loss of lithium-ion batteries due to the formation of solid electrolyte interphase (SEI) and irreversible structure change. However, the prelithiated materials/electrodes become more reactive with air and electrolyte resulting in unwanted side reactions and contaminations, which makes it difficult for the practical application of prelithiation technology. To address this problem, herein, interphase engineering through a simple solution treatment after chemical prelithiation is proposed to protect the prelithiated electrode. The used solutions are carefully selected, and the composition and nanostructure of the as-formed artificial SEIs are revealed by cryogenic electron microscopy and X-ray photoelectron spectroscopy. The electrochemical evaluation demonstrates the unique merits of this artificial SEI, especially for the fluorinated interphase, which not only enhances the interfacial ion transport but also increases the tolerance of the prelithiated electrode to the air. The treated graphite electrode shows an initial Coulombic efficiency of 129.4%, a high capacity of 170 mAh g-1 at 3 C, and negligible capacity decay after 200 cycles at 1 C. These findings not only provide a facile, universal, and controllable method to construct an artificial SEI but also enlighten the upgrade of battery fabrication and the alternative use of advanced electrolytes.