Uporaba elektrokemijske impedančne spektroskopije za razločitev impedančnih prispevkov reakcije prenosa naboja in desolvatacije za Li kovinsko anodoUrbanija, Nejc (Avtor) Dominko, Robert (Mentor) impedančna spektroskopijakovinska litijeva anodaSEIKovinski litij se že več kot 40 let uporablja kot anoda v litijevih baterijah. Njegova stabilnost v organskih elektrolitih je povezana s spontano tvorbo pasivne površinske plasti, ki učinkovito preprečuje nadaljnjo elektronsko interakcijo z elektrolitom. Po drugi strani ta plast prevaja litijeve ione, zato je splošno znana kot trdna elektrolitska medplast (Solid Electrolyte Interphase, SEI). Podrobna sestava in morfologija spontano nastale SEI sta močno odvisni od uporabljenega elektrolita. Model delovanja SEI predvideva, da je struktura plasti vsaj dvojna. Bližje kovinski anodi nastane tanek (nekaj nm) kompakten sloj SEI, ki je elektronsko neprevoden, omogoča pa prevajanje Li+ ionov. Za tem kompaktnim slojem sledi debelejši (nekaj 100 nm) porozni sloj SEI. V porah tega dela SEI se zadržuje elektrolit, preko katerega poteka transport aktivnih zvrsti do elektrode. Ta model je osnovan na meritvah impedančnih spektrov, ki so bile opravljene v kombinaciji s sistematičnim spreminjanjem parametrov celice, kar je omogočilo bolj natančno razumevanje procesov. Trenutno v raziskovalni skupnosti še ni vzpostavljenega konsenza o prisotnosti in velikosti impedančnega prispevka za reakcijo prenosa naboja, ki poteka na fazni meji med kovinskim litijem in kompaktnim SEI, ter prispevka za desolvatacijo Li+ iona, ki poteka na meji med poroznim in kompaktnim SEI. V sklopu diplomskega dela smo z meritvami impedančne spektroskopije na simetričnih celicah z litij-kovinskimi elektrodami poskušali določiti in razločiti med prispevkom reakcije prenosa naboja in desolvatacije litijevega iona. V ta namen smo litijeve elektrode predhodno pasivirali v različnih mešanicah elektrolitov in topil. Tako pripravljene elektrode smo potem uporabili za sestavljanje simetričnih celic z različnimi koncentracijami soli v elektrolitu. Celicam smo pomerili impedančne spektre pri potencialu odprtega tokokroga. Ti spektri so bili analizirani z namenom določitve sprememb zaradi nižje koncentracije elektrolita pri enaki predhodni sestavi SEI. Sklepali smo, da spreminjanje koncentracije elektrolita znatno spremeni impedančni prispevek desolvatacije, ne pa tudi prispevek redoks reakcije prenosa naboja, saj se ta dogaja na fazni meji, do katere elektrolit nima dostopa.20222022-09-02 14:30:00Diplomsko delo/naloga139476sl