盡管已有大量研究旨在解決有機電極材料 (OEM) 的有害溶解問題,但尚未建立對其溶解機制的基本理解。
在此,漢陽大學Joonmyung Choi,蔚山科學技術院Won-Jin Kwak系統地研究了電解質成分的變化如何影響離子-溶劑相互作用,從而通過改變陽離子傳播到 OEM 溶解。
文章要點
1)堿金屬陽離子對 OEM 的循環性有顯著不同,其中含有 K 的 OEM 即使在 300 次循環后也保持穩定,而含有 Li 的 OEM 在 100 次循環內急劇衰減。這種不同的行為歸因于 OEM 溶解在電解質中,并且發現 OEM 的溶解高度依賴于陽離子-溶劑相互作用。
2)強的陽離子-溶劑相互作用會誘導共插入電極的層狀結構并導致電極變形。 這種行為使 OEM 很容易從其原始位置脫落,從而導致溶解和嚴重的容量衰減。這種陽離子-溶劑相互作用依賴現象與高濃度電解液中的OEM類似,其中存在較少的陽離子溶劑對。
該結果為選擇合適的電解液提供了參考,有望為有機電極的利用樹立一個建設性的里程碑。
參考文獻
Ji-Hee Lee, et al, Control of Electrolyte Desolvation Energy Suppressing the Cointercalation Mechanism and Organic Electrode Dissolution, ACS Nano, 2024
DOI: 10.1021/acsnano.4c13999
https://doi.org/10.1021/acsnano.4c13999