【摘 要】
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界面问题一直都是锂电池中热门的研究领域.本文研究的对象为电解液与电极材料界面膜(solidelectrolyte interphase,SEI),SEI膜1979年提出之后引起了广泛的关注.[1]其对锂
【机 构】
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中科学院物理研究所,北京市海淀区中关村南三街8号,100190
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界面问题一直都是锂电池中热门的研究领域.本文研究的对象为电解液与电极材料界面膜(solidelectrolyte interphase,SEI),SEI膜1979年提出之后引起了广泛的关注.[1]其对锂电池能量密度、功率密度、安全性等有重要影响.硅是目前最具潜力将替代石墨成为下一代高容量锂离子电池的负极材料,然而存在两个问题亟需解决：1.超过300％的体积形变；2.不稳定的SEI膜.前者已有大量文献报道研究,而对于硅材料的SEI膜问题研究相对较少.硅材料嵌锂电位为0.5V以下,将不可避免生成SEI膜.本文通过制备具有精细结构的纳米锥型硅并对其SEI膜进行研究,发现经过25个循环,SEI膜厚度达到5微米(图1)；利用此SEI膜,我们成功制备了一种全固态电池.另外,发展了一种基于原子力显微镜的扫描力曲线技术,通过该方法探测硅薄膜材料SEI膜,得到其多层结构(图2),厚度,覆盖度,杨氏模量等信息,首次得到SEI膜三维成像,并且提出了一种SEI膜动态生长模型.
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