Podrobno

Transport number determination and relevance for lithium metal batteries using localized highly concentrated electrolytes
ID Ishfaq, Hafiz Ahmad (Avtor), ID Cruz Cardona, Carolina (Avtor), ID Tchernychova, Elena (Avtor), ID Johansson, Patrik (Avtor), ID Gaberšček, Miran (Avtor), ID Dominko, Robert (Avtor), ID Drvarič Talian, Sara (Avtor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (3,51 MB)
MD5: DF92ACBE5744360483AF40106D04075D
URLURL - Izvorni URL, za dostop obiščite https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.4c03067 Povezava se odpre v novem oknu

Izvleček
The lithium transport number (t$_{Li^+}$) determination of fluorinated ether (1,2-(1,1,2,2-tetrafluoroethoxy) ethane, TFEE)-based localized highly concentrated electrolytes (LHCEs) with 1,2-dioxolane (DOL) and dimethoxyethane (DME) as solvents has been explored using molecular dynamics simulations, nuclear magnetic resonance spectroscopy, Bruce-Vincent’s method, and low-frequency electrochemical impedance spectroscopy (EIS). We showcase that the TFEE-DOL LHCE has a t$_{Li^+}$ as high as 0.65 but, on the other hand, exhibits low Coulombic efficiency (<90%) and poor stability vs Li metal anodes, i.e., in a lithium metal battery (LMB) setting. In contrast, the TFEE-DME LHCE shows high Coulombic efficiency (98.9%) and stability, despite a much lower t$_{Li^+}$ (0.25). A significant migration resistance through the porous solid electrolyte interphase (SEI) for the former is the likely explanation, as revealed by EIS and assisted by scanning electron microscopy and X-ray photoelectron spectroscopy experiments. We thus find the interfacial properties at the Li metal anode to be more crucial than the ionic transport through the bulk of the electrolyte for LMB performance. We therefore propose that the focus should be put on the full (operando) impedance spectra of Li metal anodes in contact with electrolytes, since it enables the characterization of the interphase layer(s), rather than solely determining the (bulk) t$_{Li^+}$ of the electrolytes.

Jezik:Angleški jezik
Ključne besede:electrodes, electrolytes, ions, metals, surface chemistry
Vrsta gradiva:Članek v reviji
Tipologija:1.01 - Izvirni znanstveni članek
Organizacija:FKKT - Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo
Status publikacije:Objavljeno
Različica publikacije:Objavljena publikacija
Leto izida:2025
Št. strani:Str. 2485–2495
Številčenje:Vol. 37, iss. 7
PID:20.500.12556/RUL-168456 Povezava se odpre v novem oknu
UDK:544.5/.6
ISSN pri članku:1520-5002
DOI:10.1021/acs.chemmater.4c03067 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:231531523 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:14.04.2025
Število ogledov:426
Število prenosov:141
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Gradivo je del revije

Naslov:Chemistry of materials
Skrajšan naslov:Chem. mater.
Založnik:American Chemical Society
ISSN:1520-5002
COBISS.SI-ID:17044263 Povezava se odpre v novem oknu

Licence

Licenca:CC BY 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva 4.0 Mednarodna
Povezava:http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.sl
Opis:To je standardna licenca Creative Commons, ki daje uporabnikom največ možnosti za nadaljnjo uporabo dela, pri čemer morajo navesti avtorja.

Sekundarni jezik

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:elektrokemija, litij, NMR, spektroskopija, elektroliti, SEI

Projekti

Financer:EC - European Commission
Program financ.:H2020
Številka projekta:945357
Naslov:Doctorate Programme on Emerging Battery Storage Technologies INspiring Young scientists
Akronim:DESTINY

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P2-0423
Naslov:Sodobni akumulatorji kot podpora zelenemu prehodu in elektromobilnosti

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:Z2-4465
Naslov:Raziskava reakcijskih in transportnih mehanizmov za kovinsko magnezijevo akumulatorsko anodo

Financer:VINNOVA
Številka projekta:2019-00064

Financer:BASE - Batteries Sweden

Financer:Swedish Research Council
Številka projekta:2021-00613

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj