ESM- လက်တွေ့ကျ စွမ်းအင်မြင့် လီသီယမ်ဘက်ထရီများအတွက် perfluorinated electrolyte ၏ ပါ၀င်သော ပေါင်းစပ်ဖွဲ့စည်းပုံ

သုတေသနနောက်ခံ

350 Wh Kg-1 ပန်းတိုင်ကိုရောက်ရန် လီသီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများတွင်၊ Cathode ပစ္စည်းသည် နီကယ်ကြွယ်ဝသော အောက်ဆိုဒ် (LiNixMnyCozO2၊ x+y+z=1၊ NMCxyz) ကို အသုံးပြုသည်။ စွမ်းအင်သိပ်သည်းဆ တိုးလာသည်နှင့်အမျှ၊ LIB များ၏ အပူလွန်ကဲခြင်းများနှင့် ဆက်စပ်သော အန္တရာယ်များသည် လူအများ၏ အာရုံစိုက်မှုကို ဆွဲဆောင်လာခဲ့သည်။ ပစ္စည်းရှုထောင့်မှကြည့်လျှင် နီကယ်ကြွယ်ဝသော အပြုသဘောဆောင်သော လျှပ်ကူးပစ္စည်းသည် လေးနက်သော လုံခြုံရေးဆိုင်ရာ ပြဿနာများရှိသည်။ ထို့အပြင်၊ အော်ဂဲနစ်အရည်များနှင့် အနုတ်လျှပ်ထရီများကဲ့သို့သော အခြားဘက်ထရီအစိတ်အပိုင်းများ၏ ဓာတ်တိုးခြင်း/အတက်အကျများသည် ဘေးကင်းရေးပြဿနာများ၏ အဓိကအကြောင်းအရင်းအဖြစ် ယူဆထားသည့် အပူပြေးသွားခြင်းကို ဖြစ်စေနိုင်သည်။ တည်ငြိမ်သော လျှပ်ကူးပစ္စည်း-အီလက်ထရိုလိုက် မျက်နှာပြင်၏ အတွင်းပိုင်း ထိန်းချုပ်နိုင်သော ဖွဲ့စည်းမှုသည် စွမ်းအင်မြင့်-သိပ်သည်းဆ လီသီယမ် အခြေခံ ဘက်ထရီ မျိုးဆက်သစ်များအတွက် အဓိက ဗျူဟာဖြစ်သည်။ အထူးသဖြင့်၊ ပိုမိုမြင့်မားသောအပူတည်ငြိမ်မှုရှိသော inorganic အစိတ်အပိုင်းများပါရှိသော အစိုင်အခဲနှင့်သိပ်သည်းသော cathode-electrolyte interphase (CEI) သည် အောက်ဆီဂျင်ထုတ်လွှတ်မှုကို ဟန့်တားခြင်းဖြင့် ဘေးကင်းရေးပြဿနာကို ဖြေရှင်းပေးနိုင်ပါသည်။ ယခုအချိန်အထိ၊ CEI cathode-မွမ်းမံထားသောပစ္စည်းများနှင့် ဘက်ထရီအဆင့်ဘေးကင်းရေးဆိုင်ရာ သုတေသနပြုမှု အားနည်းနေပါသည်။

အောင်မြင်မှုပြသခြင်း။

မကြာသေးမီက၊ Tsinghua တက္ကသိုလ်မှ Feng Xuning၊ Wang Li နှင့် Ouyang Minggao တို့သည် စွမ်းအင်သိုလှောင်သည့်ပစ္စည်းများဆိုင်ရာ "In-Built Ultraconformal Interphases Enable High-Safety Practical Lithium Batteries" ခေါင်းစဉ်ဖြင့် သုတေသနစာတမ်းကို ထုတ်ဝေခဲ့သည်။ စာရေးသူသည် လက်တွေ့ကျသော NMC811/Gr ပျော့ပျောင်းထုပ်ပိုးထားသော ဘက်ထရီအပြည့်နှင့် သက်ဆိုင်ရာ CEI positive electrode ၏ အပူပိုင်းတည်ငြိမ်မှုကို အကဲဖြတ်ခဲ့သည်။ ပစ္စည်းနှင့် Soft pack ဘက်ထရီကြားတွင် အပူထွက်အောင် နှိမ်နင်းမှု ယန္တရားကို ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် လေ့လာထားပါသည်။ မီးလောင်လွယ်သော perfluorinated electrolyte ကို အသုံးပြု၍ NMC811/Gr အိတ်အမျိုးအစား အပြည့် ဘက်ထရီကို ပြင်ဆင်ခဲ့သည်။ NMC811 ၏အပူတည်ငြိမ်မှုကို in-situ ဖြင့်ဖွဲ့စည်းထားသော CEI အကာအကွယ်အလွှာဖြင့် ပိုမိုကောင်းမွန်လာကာ inorganic LiF များပါဝင်သည်။ LiF ၏ CEI သည် အဆင့်ပြောင်းလဲမှုကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော အောက်ဆီဂျင်ထုတ်လွှတ်မှုကို ထိရောက်စွာ သက်သာစေပြီး နှစ်သက်ဖွယ် NMC811 နှင့် ဖလိုရိုရင်းပြုထားသော အီလက်ထရိုလစ်တို့ကြားမှ ပြင်ပအပူတုံ့ပြန်မှုကို ဟန့်တားနိုင်သည်။

ဂရပ်ဖစ်လမ်းညွှန်

ပုံ 1 သည် perfluorinated electrolyte နှင့် သမားရိုးကျ electrolyte ကိုအသုံးပြုထားသော လက်တွေ့ကျသော NMC811/Gr အိတ်အမျိုးအစား အပြည့်ဘက်ထရီ၏ အပူထွက်လွန်ခြင်းလက္ခဏာများကို နှိုင်းယှဉ်ခြင်း။ သမားရိုးကျ (က) EC/EMC နှင့် (ခ) perfluorinated FEC/FEMC/HFE အီလက်ထရွန်းအိတ် အမျိုးအစား ဘက်ထရီ အပြည့်ဖြင့် လည်ပတ်ပြီးနောက်။ (ဂ) သမားရိုးကျ EC/EMC လျှပ်စစ်ဓာတ်နှင့် (ဃ) perfluorinated FEC/FEMC/HFE အီလက်ထရွန်းအိတ်အမျိုးအစား-ဘက်ထရီ အပြည့်ဖြင့် 100 ပတ်ပြီးနောက် သက်တမ်းရှိသည်။

လည်ပတ်မှုတစ်ခုပြီးနောက် သမားရိုးကျ အီလက်ထရောနစ်ပါရှိသော NMC811/Gr ဘက်ထရီအတွက် (ပုံ 1a)၊ T2 သည် 202.5°C ဖြစ်သည်။ အဖွင့်ဆားကစ်ဗို့အားကျဆင်းသွားသောအခါ T2 ဖြစ်ပေါ်သည်။ သို့သော်၊ perfluorinated electrolyte ကိုအသုံးပြုထားသောဘက်ထရီ၏ T2 သည် 220.2°C (ပုံ 1b) သို့ရောက်ရှိသွားသည်၊ ၎င်းသည် perfluorinated electrolyte သည် ၎င်း၏ပိုမိုမြင့်မားသောအပူတည်ငြိမ်မှုကြောင့် ဘက်ထရီ၏မွေးရာပါအပူဘေးကင်းရေးကို အတိုင်းအတာတစ်ခုအထိတိုးတက်စေကြောင်းပြသသည်။ ဘက်ထရီသက်တမ်းကြာလာသည်နှင့်အမျှ သမားရိုးကျလျှပ်စစ်ဓာတ်အား၏ T2 တန်ဖိုးသည် 195.2°C သို့ကျဆင်းသွားသည် (ပုံ 1c)။ သို့သော်၊ သက်တမ်းရင့်ခြင်းဖြစ်စဉ်သည် perfluorinated electrolytes (ပုံ 2d) ကို အသုံးပြု၍ ဘက်ထရီ၏ T1 ကို မထိခိုက်စေပါ။ ထို့အပြင်၊ TR ကာလအတွင်း သမားရိုးကျ အီလက်ထရောနစ်ကို အသုံးပြုသည့် ဘက်ထရီ၏ အမြင့်ဆုံး dT/dt တန်ဖိုးသည် 113°C s-1 အထိ မြင့်မားသော်လည်း perfluorinated electrolyte ကို အသုံးပြုသည့် ဘက်ထရီမှာ 32°C s-1 သာဖြစ်သည်။ သက်တမ်းရင့်ဘက်ထရီများ၏ T2 တွင် ခြားနားချက်ကို သမားရိုးကျ အီလက်ထရွန်းများအောက်တွင် လျှော့ချထားသည့် နှစ်သက်ဖွယ် NMC811 ၏ မွေးရာပါအပူတည်ငြိမ်မှုမှ အသိအမှတ်ပြုနိုင်သော်လည်း perfluorinated electrolytes အောက်တွင် ထိရောက်စွာ ထိန်းသိမ်းထားနိုင်သည်။

ပုံ 2 delithiation NMC811 အပြုသဘောဆောင်သောလျှပ်ကူးပစ္စည်းနှင့် NMC811/Gr ဘက်ထရီအရောအနှော၏အပူတည်ငြိမ်မှု။ (A,b) C-NMC811 နှင့် F-NMC811 synchrotron high-energy XRD ၏ Contour maps နှင့် သက်ဆိုင်ရာ (003) diffraction peak အပြောင်းအလဲများ။ (ဂ) C-NMC811 နှင့် F-NMC811 ၏အပြုသဘောဆောင်သောလျှပ်ကူးပစ္စည်း၏အပူနှင့်အောက်ဆီဂျင်ထုတ်လွှတ်မှုအပြုအမူ။ (ဃ) နှစ်သက်ဖွယ်အပြုသဘောဆောင်သောလျှပ်ကူးပစ္စည်း၊ လစ်သီယမ်အနုတ်လျှပ်ကူးပစ္စည်းနှင့် အီလက်ထရိုလစ်၏နမူနာအရောအနှော၏ DSC မျဉ်းကွေး။

ပုံ 2a နှင့် b တို့သည် သမားရိုးကျ အီလက်ထရောနစ်များ ရှိနေကြပြီး အခန်းအပူချိန်မှ 81°C အထိ ကာလအတွင်း မတူညီသော CEI အလွှာများဖြင့် နှစ်သက်ဖွယ် NMC600 ၏ HEXRD မျဉ်းကွေးများကို ပြသထားသည်။ ရလဒ်များသည် အီလက်ထရိုလစ်ပါဝင်မှုတွင်၊ ခိုင်ခံ့သော CEI အလွှာသည် လစ်သီယမ်-သိုက်ကက်သိုဒ၏ အပူတည်ငြိမ်မှုကို အထောက်အကူပြုကြောင်း ရှင်းရှင်းလင်းလင်းပြသထားသည်။ ပုံ 2c တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း F-NMC811 တစ်ခုတည်းသည် 233.8°C တွင် နှေးကွေးသော exothermic peak ကိုပြသခဲ့ပြီး C-NMC811 exothermic peak သည် 227.3°C တွင်ပေါ်လာသည်။ ထို့အပြင်၊ C-NMC811 ၏အဆင့်အကူးအပြောင်းကြောင့်ဖြစ်ပေါ်လာသောအောက်ဆီဂျင်ထုတ်လွှတ်မှုပြင်းထန်မှုနှင့်နှုန်းသည် F-NMC811 ထက်ပိုမိုပြင်းထန်သည်၊ ခိုင်မာသော CEI သည် F-NMC811 ၏မွေးရာပါအပူတည်ငြိမ်မှုကိုပိုမိုကောင်းမွန်စေကြောင်းအတည်ပြုသည်။ ပုံ 2d သည် နှစ်သက်ဖွယ် NMC811 နှင့် အခြားသော သက်ဆိုင်ရာ ဘက်ထရီ အစိတ်အပိုင်းများ ရောနှောထားသော DSC စမ်းသပ်မှုကို လုပ်ဆောင်သည်။ သမားရိုးကျ အီလက်ထရောနစ်များအတွက်၊ 1 နှင့် 100 သံသရာရှိသော နမူနာများ၏ ပြင်ပအပူအထွတ်အထိပ်များသည် သမားရိုးကျ အင်တာဖေ့စ်၏ အိုမင်းရင့်ရော်မှုကို ညွှန်ပြနေပါသည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အားဖြင့်၊ perfluorinated electrolyte အတွက်၊ 1 နှင့် 100 လည်ပတ်ပြီးနောက် သရုပ်ဖော်ပုံများသည် TR အစပျိုးအပူချိန် (T2) နှင့်အညီ ကျယ်ပြန့်ပြီး အပျော့စား exothermic peak များကို ပြသသည်။ ရလဒ်များ (ပုံ 1) သည် တစ်သမတ်တည်းဖြစ်ပြီး အားကောင်းသော CEI သည် အသက်ကြီးပြီး နှစ်သက်ဖွယ်ကောင်းသော NMC811 နှင့် အခြားဘက်ထရီအစိတ်အပိုင်းများ၏ အပူပိုင်းတည်ငြိမ်မှုကို ထိထိရောက်ရောက် မြှင့်တင်ပေးနိုင်ကြောင်း ညွှန်ပြပါသည်။

ပုံ 3 perfluorinated electrolyte ရှိ နှစ်သက်ဖွယ် NMC811 အပြုသဘောဆောင်သော လျှပ်ကူးပစ္စည်း၏ လက္ခဏာရပ်။ (ab) အသက်ကြီးလာသော F-NMC811 အပြုသဘောဆောင်သောလျှပ်ကူးပစ္စည်းနှင့် သက်ဆိုင်သော EDS မြေပုံ၏ အပိုင်းခွဲ SEM ပုံများ။ (ch) ဒြပ်စင်ဖြန့်ဖြူးခြင်း။ (ij) virtual xy ပေါ်ရှိ သက်တမ်းရှိသော F-NMC811 အပြုသဘောဆောင်သောလျှပ်ကူးပစ္စည်း၏ အပိုင်းခွဲ SEM ပုံ။ (km) 3D FIB-SEM ဖွဲ့စည်းပုံနှင့် F ဒြပ်စင်များ၏ spatial distribution ကို ပြန်လည်တည်ဆောက်ခြင်း။

ထိန်းချုပ်နိုင်သော fluorinated CEI ဖွဲ့စည်းမှုကို အတည်ပြုရန်၊ အမှန်တကယ် Soft-pack ဘက်ထရီတွင် ပြန်လည်ရရှိလာသော အသက် NMC811 အပြုသဘောဆောင်သောလျှပ်ကူးပစ္စည်း၏ အပိုင်းပိုင်းခွဲပိုင်းပုံသဏ္ဍာန်နှင့် ဒြပ်စင်ဖြန့်ဖြူးမှုကို FIB-SEM (ပုံ 3 ah) ဖြင့် ခွဲခြားသတ်မှတ်ထားပါသည်။ perfluorinated electrolyte တွင် F-NMC811 ၏ မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် တူညီသော ဖလိုရင်းဝင်ထားသော CEI အလွှာကို ဖွဲ့စည်းသည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အနေနှင့်၊ သမားရိုးကျ electrolyte တွင် C-NMC811 သည် F ကင်းမဲ့ပြီး မညီမညာသော CEI အလွှာတစ်ခုဖြစ်လာသည်။ F-NMC811 (ပုံ 3h) ၏ဖြတ်ပိုင်းရှိ F ဒြပ်စင်အကြောင်းအရာသည် C-NMC811 ထက်ပိုမိုမြင့်မားသည်၊ ၎င်းသည် inorganic fluorinated mesophase ၏ in-site ဖွဲ့စည်းမှုသည် နှစ်သက်ဖွယ် NMC811 ၏တည်ငြိမ်မှုကိုထိန်းသိမ်းရန်သော့ချက်ဖြစ်ကြောင်းထပ်မံသက်သေပြသည်။ . FIB-SEM နှင့် EDS မြေပုံဆွဲခြင်း၏အကူအညီဖြင့် F-NMC3 ၏မျက်နှာပြင်ရှိ 3D မော်ဒယ်တွင် F ဒြပ်စင်များစွာကို တွေ့ရှိခဲ့သည်။

ပုံ 4a) မူရင်းနှင့် နှစ်သက်ဖွယ် NMC811 အပြုသဘောဆောင်သောလျှပ်ကူးပစ္စည်း၏ မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် ဒြပ်စင်အတိမ်အနက် ဖြန့်ဖြူးခြင်း။ (ac) FIB-TOF-SIMS သည် NMC811 ၏ အပြုသဘောဆောင်သောလျှပ်ကူးပစ္စည်းတွင် F၊ O နှင့် Li ဒြပ်စင်များ ဖြန့်ဖြူးမှုကို ဖြုန်းတီးနေသည်။ (df) NMC811 ၏ F၊ O နှင့် Li ဒြပ်စင်များ၏ မျက်နှာပြင် ရုပ်ပုံသဏ္ဍာန်နှင့် အတိမ်အနက် ဖြန့်ဖြူးမှု။

FIB-TOF-SEM သည် NMC811 ၏ အပြုသဘောဆောင်သော လျှပ်ကူးပစ္စည်း၏ မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ ဒြပ်စင်များ၏ အတိမ်အနက် ဖြန့်ဖြူးမှုကို ထပ်မံဖော်ပြခဲ့သည်။ မူရင်းနှင့် C-NMC4 နမူနာများနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက F-NMC811 ၏ အပေါ်ယံအလွှာ (ပုံ 811a) တွင် F အချက်ပြမှု သိသိသာသာ တိုးလာသည်ကို တွေ့ရှိခဲ့သည်။ ထို့အပြင်၊ မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ အားနည်းသော O နှင့် မြင့်မားသော Li အချက်ပြမှုများသည် F- နှင့် Li-ကြွယ်ဝသော CEI အလွှာများ (ပုံ 4b၊ ဂ) ကို ညွှန်ပြသည်။ F-NMC4 တွင် LiF-ကြွယ်ဝသော CEI အလွှာပါရှိကြောင်း ဤရလဒ်များအားလုံးက အတည်ပြုသည်။ C-NMC811 ၏ CEI နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက F-NMC811 ၏ CEI အလွှာတွင် F နှင့် Li ဒြပ်စင်များ ပိုများသည်။ ထို့အပြင်၊ အဘယ်နည်း။ 811d-f၊ ion etching depth ရှုထောင့်မှကြည့်လျှင် မူလ NMC4 ၏ ဖွဲ့စည်းပုံသည် နှစ်သက်ဖွယ် NMC811 ထက် ပိုမိုကြံ့ခိုင်သည်။ အရွယ်ရှိ F-NMC811 ၏ ထွင်းထုအတိမ်အနက်သည် C-NMC811 ထက်သေးငယ်သည်၊ ဆိုလိုသည်မှာ F-NMC811 သည် ကောင်းမွန်သောဖွဲ့စည်းပုံဆိုင်ရာတည်ငြိမ်မှုရှိသည်။

ပုံ 5 NMC811 ၏အပြုသဘောဆောင်သောလျှပ်ကူးပစ္စည်း၏မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ CEI ဓာတုဖွဲ့စည်းမှု။ (က) NMC811 အပြုသဘောဆောင်သောလျှပ်ကူးပစ္စည်း CEI ၏ XPS ရောင်စဉ်။ (bc) XPS C1s နှင့် F1s ၏မူရင်းနှင့် နှစ်သက်ဖွယ် NMC811 အပြုသဘောဆောင်သော လျှပ်ကူးပစ္စည်း CEI ရောင်စဉ်။ (ဃ) Cryo-transmission အီလက်ထရွန် အဏုကြည့်မှန်ပြောင်း- F-NMC811 ၏ ဒြပ်စင် ဖြန့်ဖြူးမှု။ (င) F-NMC81 တွင် ဖန်တီးထားသော CEI ၏ Frozen TEM ပုံ။ (fg) C-NMC811 ၏ STEM-HAADF နှင့် STEM-ABF ပုံများ။ (hi) F-NMC811 ၏ STEM-HAADF နှင့် STEM-ABF ပုံများ။

၎င်းတို့သည် NMC811 (ပုံ 5) တွင် CEI ၏ ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ ပါဝင်မှုကို သတ်မှတ်ရန် XPS ကို အသုံးပြုခဲ့သည်။ မူရင်း C-NMC811 နှင့်မတူဘဲ၊ F-NMC811 ၏ CEI တွင် ကြီးမားသော F နှင့် Li ပါရှိသော်လည်း အသေးစား C (ပုံ 5a) ပါရှိသည်။ C မျိုးစိတ်များ လျှော့ချခြင်းသည် LiF ကြွယ်ဝသော CEI သည် F-NMC811 ကို electrolytes ဖြင့် တည်တံ့နေသော ဘေးထွက် တုံ့ပြန်မှုများကို လျှော့ချခြင်းဖြင့် ကာကွယ်နိုင်သည် (ပုံ 5b)။ ထို့အပြင်၊ သေးငယ်သော CO နှင့် C=O ပမာဏသည် F-NMC811 ၏ solvolysis သည် အကန့်အသတ်ရှိကြောင်း ဖော်ပြသည်။ XPS ၏ F1s spectrum (ပုံ 5c) တွင် F-NMC811 သည် အစွမ်းထက်သော LiF အချက်ပြမှုကို ပြသခဲ့ပြီး CEI တွင် ဖလိုရင်းဝင်အအေးခံပစ္စည်းများမှရရှိသော LiF ပမာဏများစွာပါရှိသည်ကို အတည်ပြုသည်။ F-NMC811 အမှုန်များပေါ်ရှိ ဒေသတွင်းဧရိယာရှိ F၊ O၊ Ni၊ Co နှင့် Mn ဒြပ်စင်များ၏ မြေပုံဆွဲခြင်းတွင် အသေးစိတ်အချက်အလက်များကို တစ်ခုလုံးတစ်ပြေးညီ ဖြန့်ဝေထားကြောင်း ပြသသည် (ပုံ 5d)။ ပုံ 5e ရှိ အပူချိန်နိမ့် TEM ပုံသည် CEI သည် NMC811 အပြုသဘောဆောင်သောလျှပ်ကူးပစ္စည်းကို တစ်ပုံစံတည်းဖုံးအုပ်ရန် အကာအကွယ်အလွှာအဖြစ် လုပ်ဆောင်နိုင်သည်ကို ပြသသည်။ အင်တာဖေ့စ်၏ဖွဲ့စည်းပုံဆိုင်ရာဆင့်ကဲဖြစ်စဉ်ကိုထပ်မံအတည်ပြုရန်အတွက်၊ ထောင့်မြင့်မြို့ပတ်ရထားအမှောင်စကင်ဖတ်စစ်ဆေးခြင်းထုတ်လွှင့်မှုအီလက်ထရွန်အဏုစကုတ် (HAADF-STEM နှင့် မြို့ပတ်ရထားတောက်ပသောစကင်ဖတ်စစ်ဆေးခြင်းထုတ်လွှင့်မှုအီလက်ထရွန်အဏုစကုပ် (ABF-STEM) စမ်းသပ်မှုများကို ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ ကာဗွန်နိတ်လျှပ်စစ်အတွက် (C -NMC811)၊ လည်ပတ်နေသော အပြုသဘောဆောင်သောလျှပ်ကူးပစ္စည်း၏မျက်နှာပြင်သည် ပြင်းထန်သောအဆင့်ပြောင်းလဲမှုကိုကြုံတွေ့ရပြီး မမှန်သောကျောက်ဆားအဆင့်သည် အပြုသဘောဆောင်သောလျှပ်ကူးပစ္စည်း၏မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် စုပုံနေသည် (ပုံ 5f)။ perfluorinated electrolyte အတွက်၊ F-NMC811 ၏မျက်နှာပြင်၊ အပြုသဘောဆောင်သောလျှပ်ကူးပစ္စည်းသည် အလွှာဖွဲ့စည်းပုံ (ပုံ 5h) ကိုထိန်းသိမ်းထားသဖြင့် အန္တရာယ်ရှိသောအဆင့်ကို ထိရောက်စွာ ဖိနှိပ်လာပါသည်။ ထို့အပြင် F-NMC811 (ပုံ 5i-g) ၏ မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် တူညီသော CEI အလွှာကို တွေ့ရှိခဲ့သည်။ perfluorinated electrolyte ရှိ NMC811 ၏ အပြုသဘောဆောင်သောလျှပ်ကူးပစ္စည်းမျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ CEI အလွှာ။

ပုံ 6a) NMC811 အပြုသဘောဆောင်သောလျှပ်ကူးပစ္စည်း၏မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ interphase အဆင့်၏ TOF-SIMS ရောင်စဉ်။ (ac) NMC811 ၏အပြုသဘောဆောင်သောလျှပ်ကူးပစ္စည်းပေါ်ရှိ သီးခြားအိုင်းယွန်းအပိုင်းအစများကို နက်ရှိုင်းစွာခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခြင်း။ (df) မူရင်း၊ C-NMC180 နှင့် F-NMC811 ပေါ်တွင် စက္ကန့် 811 ကြာ sputtering ပြုလုပ်ပြီးနောက် ဒုတိယအိုင်းယွန်းအပိုင်း၏ TOF-SIMS ဓာတုဗေဒရောင်စဉ်။

C2F-အပိုင်းအစများကို ယေဘူယျအားဖြင့် CEI ၏ အော်ဂဲနစ်ဒြပ်စင်များအဖြစ် ယူဆကြပြီး LiF2-နှင့် PO2-အပိုင်းအစများကို အများအားဖြင့် ဇီဝမဲ့မျိုးစိတ်များအဖြစ် မှတ်ယူကြသည်။ F-NMC2 ၏ CEI အလွှာတွင် သဘာဝမဲ့မျိုးစိတ်အများအပြားပါရှိသည်ကို ညွှန်ပြသော စမ်းသပ်ချက်တွင် LiF2- နှင့် PO6- ၏ သိသာထင်ရှားစွာ မြှင့်တင်ထားသော အချက်ပြမှုများကို ရရှိခဲ့သည် (ပုံ 811a၊ b)။ ဆန့်ကျင်ဘက်အနေနှင့်၊ F-NMC2 ၏ C811F-signal သည် C-NMC811 (ပုံ 6c) ထက် အားနည်းသည်၊ ဆိုလိုသည်မှာ F-NMC811 ၏ CEI အလွှာတွင် ပျက်စီးလွယ်သော အော်ဂဲနစ်မျိုးစိတ်များ ပါဝင်မှုနည်းသည်။ C-NMC6 တွင် ဇီဝမဲ့မျိုးစိတ် နည်းပါးသော်လည်း CEI တွင် F-NMC811 တွင် ဇီဝမဲ့မျိုးစိတ်များ ပိုမိုရှိနေကြောင်း နောက်ထပ်သုတေသနပြုချက် (ပုံ 811d-f) တွေ့ရှိခဲ့သည်။ ဤရလဒ်များအားလုံးသည် perfluorinated electrolyte တွင် အစိုင်အခဲ inorganic ကြွယ်ဝသော CEI အလွှာဖွဲ့စည်းခြင်းကို ပြသသည်။ NMC811/Gr soft-pack ဘက်ထရီနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက၊ perfluorinated electrolyte အသုံးပြုထားသော soft-pack ဘက်ထရီ၏ ဘေးကင်းရေး တိုးတက်မှုကို ရည်ညွှန်းနိုင်ပါသည်- ပထမ၊ inorganic LiF ကြွယ်ဝသော CEI အလွှာ၏ အတွင်းနေရာဖွဲ့စည်းခြင်းသည် အကျိုးရှိသည်။ နှစ်သက်ဖွယ် NMC811 အပြုသဘောဆောင်သောလျှပ်ကူးပစ္စည်း၏ မွေးရာပါအပူတည်ငြိမ်မှုသည် အဆင့်အကူးအပြောင်းကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော ရာဇမတ်အောက်ဆီဂျင်ထုတ်လွှတ်မှုကို လျော့နည်းစေသည်။ ဒုတိယအနေဖြင့်၊ အစိုင်အခဲ inorganic CEI အကာအကွယ်အလွှာသည် မြင့်မားသော ဓာတ်ပြုမှု ကွဲလွဲနေသော NMC811 ကို အီလက်ထရွန်းနှင့် ထိတွေ့ခြင်းမှ တားဆီးကာ exothermic side တုံ့ပြန်မှုကို လျှော့ချပေးသည်။ တတိယ၊ perfluorinated electrolyte သည် မြင့်မားသောအပူချိန်တွင် မြင့်မားသောအပူတည်ငြိမ်မှုရှိသည်။

နိဂုံးနှင့် Outlook

၎င်းသည် ၎င်း၏ဘေးကင်းမှုစွမ်းဆောင်ရည်ကို သိသာထင်ရှားစွာ မြှင့်တင်ပေးသည့် perfluorinated electrolyte ကို အသုံးပြု၍ လက်တွေ့ကျသော Gr/NMC811 အိတ်အမျိုးအစား အပြည့် ဘက်ထရီကို ဤလုပ်ငန်းက အစီရင်ခံတင်ပြခဲ့ပါသည်။ ပင်ကိုယ်အပူချိန်တည်ငြိမ်မှု။ TR inhibition ယန္တရားနှင့် ပစ္စည်းများ နှင့် ဘက်ထရီ အဆင့်များကြား ဆက်စပ်မှုကို နက်ရှိုင်းစွာ လေ့လာခြင်း။ အိုမင်းခြင်းဖြစ်စဉ်သည် မုန်တိုင်းတစ်ခုလုံးအတွင်း perfluorinated electrolyte ဘက်ထရီ၏ TR အစပျိုးအပူချိန် (T2) ကို မထိခိုက်စေဘဲ၊ သမားရိုးကျ အီလက်ထရွန်းနစ်ကို အသုံးပြု၍ အိုမင်းနေသောဘက်ထရီထက် သိသာထင်ရှားသော အားသာချက်များရှိသည်။ ထို့အပြင်၊ exothermic peak သည် TR ရလဒ်များနှင့် ကိုက်ညီပြီး အားကောင်းသော CEI သည် lithium-free positive electrode နှင့် အခြားဘက်ထရီအစိတ်အပိုင်းများ၏ အပူပိုင်းတည်ငြိမ်မှုကို အထောက်အကူဖြစ်စေကြောင်း ညွှန်ပြပါသည်။ ဤရလဒ်များသည် တည်ငြိမ်သော CEI အလွှာ၏ in-site ထိန်းချုပ်မှုဒီဇိုင်းသည် ပိုမိုဘေးကင်းသော စွမ်းအင်မြင့် လီသီယမ်ဘက်ထရီများကို လက်တွေ့အသုံးချမှုအတွက် အရေးကြီးသော လမ်းညွှန်ချက်ဖြစ်ကြောင်း ဖော်ပြသည်။

စာပေအချက်အလက်

ထည့်သွင်းတည်ဆောက်ထားသော Ultraconformal Interphases များသည် မြင့်မားသောဘေးကင်းလုံခြုံသော လက်တွေ့ကျသော လစ်သီယမ်ဘက်ထရီများ၊ စွမ်းအင်သိုလှောင်သည့်ပစ္စည်းများ၊ 2021 ကိုဖွင့်ပါ။