Optimization of Lithium Metal Anode Performance: Investigating the Interfacial Dynamics and Reductive Mechanism of Asymmetric Sulfonylimide Salts

Feng, Shuang; Yin, Tianxiu; Bian, Letao; Liu, Yue; Cheng, Tao

doi:10.3390/batteries10060180

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锂金属阳极性能优化：不对称磺酰亚胺盐的界面动力学和还原机理研究

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功能纳米与软材料研究所（FUNSOM）、碳基功能材料与器件江苏省重点实验室、苏州大学碳基功能物质与器件联合国际研究实验室，苏州市仁爱路199号，邮编：215123

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苏州大学江苏省先进负碳技术重点实验室，苏州215123

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应向其发送信件的作者。

蓄电池 2024,10(6), 180;https://doi.org/10.3390/batteries10060180

收到的提交文件：2024年4月18日/修订日期：2024年5月20日/接受日期：2024年5月21日/发布日期：2024年5月24日

（本文属于特刊新型电池电极材料的开发、应用和表征)

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摘要

不对称锂盐，如锂（二氟甲基磺酰基）（三氟甲基磺酰基）酰亚胺（LiDFTFSI），已被证明优于传统对称锂盐，且锂离子含量有所提高⁺电导率和生成稳定固体电解质界面（SEI）的能力，同时保持与铝（Al）的兼容性⁰)集电器。然而，LiDFTFSI影响电池性能的内在还原机制仍不清楚，并存在争议。本文结合密度泛函理论和分子动力学研究了LiDFTFSI基电解质的SEI反应，旨在阐明SEI的形成过程和原子结构。我们的结果表明，非对称DFTFSI⁻削弱碳酸盐溶剂和锂之间的相互作用⁺，并显著改变溶剂化结构，与双（三氟甲基磺酰基）酰亚胺（TFSI）相比，显示出良好的平衡配位能力⁻). 纳米秒混合分子动力学模拟进一步揭示了LiDFTFSI的优先分解产生足够的LiF和Li₂O以促进稳健的SEI。此外，丰富的F⁻LiDFTFSI分解产生的产物在铝表面积累，随后与铝结合³⁺从集电器到形成AlF_三，可能抑制集电器的腐蚀。总的来说，这些发现阐明了LiDFTFSI是如何调节溶剂化鞘层和SEI结构的，从而促进了与电流收集器兼容的高性能电解质的开发。

关键词： 锂金属电池;电解质溶剂化结构;电池相间;LiDFTFSI公司;混合分子动力学

分享和引用

MDPI和ACS样式

Feng，S。；尹，T。；卞，L。；刘，Y。；Cheng，T。锂金属阳极性能优化：研究不对称磺酰亚胺盐的界面动力学和还原机理。蓄电池 2024,10, 180.https://doi.org/10.3390/batteries10060180

AMA风格

Feng S、Yin T、Bian L、Liu Y、Cheng T。锂金属阳极性能的优化：研究不对称磺酰亚胺盐的界面动力学和还原机理。蓄电池. 2024; 10(6):180.https://doi.org/10.3390/batteries10060180

芝加哥/图拉宾风格

冯、双、尹天秀、卞乐涛、刘岳和陶成。2024.“优化锂金属阳极性能：研究不对称磺酰亚胺盐的界面动力学和还原机理”蓄电池10、6号：180。https://doi.org/10.3390/batteries10060180

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