Manipulación de la estructura de solvatación de electrolitos y optimización sintética para mejorar el almacenamiento de potasio en un electrodo basado en aleación de fosfuro de estaño/carbono
Autores: Feng, Zhen; Chen, Ruoxuan; Huang, Rui; Zhang, Fangli; Liu, Weizhen; Liu, Sailin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
ánodos
Electrolito
Capacidad
Estabilidad en ciclos
Capa SEI
A base de fósforo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 4
Citaciones: Sin citaciones
Los materiales a base de fósforo se consideran materiales de ánodo confiables para baterías de iones de potasio (PIBs) debido a su alta capacidad teórica, pero sufren de una estabilidad cíclica inferior y una capa de interfaz de electrolito sólido (SEI) inestable. En este trabajo, se introducen parámetros de molienda optimizados y electrolitos concentrados para mejorar el rendimiento electroquímico de los ánodos Sn4P3/C. Como resultado, los electrodos sintetizados bajo parámetros de molienda optimizados podrían ofrecer una capacidad reversible de 307.8 mA h g-1 en electrolito diluido de hexafluorofosfato de potasio (KPF6). Además, en comparación con el electrolito diluido de bis(fluorosulfonil)imida (KFSI), se puede formar una robusta capa de SEI rica en KF inorgánico en la superficie del electrodo al emplear electrolito concentrado de KFSI, lo que proporciona tasas de conducción de iones K más rápidas. Mientras tanto, una gran proporción de los aniones FSI- participó en la capa de solvatación de K+ cuando aumentó la concentración de KFSI. Como resultado, se pueden lograr altas capacidades específicas (225.1 mA h g-1 a 50 mA g-1 después de 200 ciclos) y una excelente eficiencia coulómbica (97.24% a 500 mA g-1 después de 200 ciclos). Este trabajo puede profundizar nuestra comprensión de la optimización sintética en el diseño de materiales de electrodos y el papel del electrolito concentrado en la adaptación de la estructura de solvatación, y también ofrecer una pista perspicaz para el diseño de ánodos a base de fósforo de alta capacidad.
Descripción
Los materiales a base de fósforo se consideran materiales de ánodo confiables para baterías de iones de potasio (PIBs) debido a su alta capacidad teórica, pero sufren de una estabilidad cíclica inferior y una capa de interfaz de electrolito sólido (SEI) inestable. En este trabajo, se introducen parámetros de molienda optimizados y electrolitos concentrados para mejorar el rendimiento electroquímico de los ánodos Sn4P3/C. Como resultado, los electrodos sintetizados bajo parámetros de molienda optimizados podrían ofrecer una capacidad reversible de 307.8 mA h g-1 en electrolito diluido de hexafluorofosfato de potasio (KPF6). Además, en comparación con el electrolito diluido de bis(fluorosulfonil)imida (KFSI), se puede formar una robusta capa de SEI rica en KF inorgánico en la superficie del electrodo al emplear electrolito concentrado de KFSI, lo que proporciona tasas de conducción de iones K más rápidas. Mientras tanto, una gran proporción de los aniones FSI- participó en la capa de solvatación de K+ cuando aumentó la concentración de KFSI. Como resultado, se pueden lograr altas capacidades específicas (225.1 mA h g-1 a 50 mA g-1 después de 200 ciclos) y una excelente eficiencia coulómbica (97.24% a 500 mA g-1 después de 200 ciclos). Este trabajo puede profundizar nuestra comprensión de la optimización sintética en el diseño de materiales de electrodos y el papel del electrolito concentrado en la adaptación de la estructura de solvatación, y también ofrecer una pista perspicaz para el diseño de ánodos a base de fósforo de alta capacidad.