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原位AFM探索钠离子电池溶剂依赖型石墨界面演绎过程
文献摘要：
石墨在碳酸酯基电解液中储钠活性很低,因此被认为不合适作为钠离子电池负极材料.而最近的研究表明,在以线性醚为溶剂的钠离子电解液中,石墨具有高的储钠容量和首圈库伦效率.因此,探索这种溶剂依赖型的石墨界面演绎过程具有重要的意义.本研究采用原位原子力显微镜(Atomic force microscopy,AFM)实时观测石墨在碳酸酯基和线性醚基电解液下的界面微观动态过程.结果表明:在线性醚溶剂下,石墨电极界面没有固体电解质界面膜(Solid electrolyte in-terphase,SEI)形成,且溶剂化钠离子可以在石墨层间进行可逆的插入和脱出,AFM结果从界面角度解释了其具有高初始库伦效率的内在原因.然而在碳酸酯溶剂中,可以观察到石墨电极表面出现明显的沉积物,对应SEI的生长;并且在充电过程中SEI逐渐减少,表明碳酸酯溶剂下形成的SEI不稳定,造成不可逆的容量损失和低库伦效率.此外,石墨表面未出现明显的台阶变化,反映了没有钠离子的脱嵌过程.上述研究结果为石墨负极界面反应动态过程提供了见解,从微观尺度揭示了溶剂依赖的石墨负极储钠行为及其界面反应机理,为高性能钠离子电池体系的设计与发展提供了理论依据.
文献关键词：
石墨阳极;原位原子力显微镜;钠离子电池;醚类电解液
中图分类号：
作者姓名：
张馨壬;杨佳迎;任增英;谢科予;叶谦;徐飞;刘兴蕊
作者机构：
西北工业大学 材料学院,凝固技术国家重点实验室,纳米能源材料研究中心,陕西 西安 710072;中国科学院 兰州化学物理研究所,固体润滑国家重点实验室,甘肃 兰州 730000
文献出处：
引用格式：
[1]张馨壬;杨佳迎;任增英;谢科予;叶谦;徐飞;刘兴蕊-.原位AFM探索钠离子电池溶剂依赖型石墨界面演绎过程)[J].新型炭材料（中英文）,2022(02):371-380
A类：
原位原子力显微镜,terphase
B类：
AFM,依赖型,碳酸酯,酯基,中储,钠离子电池负极,负极材料,首圈库伦效率,Atomic,force,microscopy,实时观测,醚基,动态过程,石墨电极,电极界面,固体电解质界面膜,Solid,electrolyte,SEI,溶剂化,脱出,面角,内在原因,沉积物,充电过程,台阶变化,脱嵌,石墨负极,微观尺度,界面反应机理,电池体系,石墨阳极,醚类电解液
AB值：
0.286759
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