journal article·2020-05-20Open access

Stabilized Electrode/Electrolyte Interphase by a Saturated Ionic Liquid Electrolyte for High-Voltage NMC532/Si-Graphite Cells

Qian Liu, Wei Jiang, Maria Jose Piernas Munoz, Yuzi Liu, Zhenzhen Yang, Ira Bloom, Trevor L. Dzwiniel, Ying Li, Krzysztof Z. Pupek, Zhengcheng Zhang

ACS Applied Materials & Interfaces· Volume 12· Issue 20

Abstract

Nonaqueous electrolyte has become one of the technical barriers in enabling Li-ion battery comprising of a high voltage cathode and high capacity anode. In this work, we demonstrate a saturated piperidinum bis(fluorosulfonyl)imide ionic liquid (IL) with a LiFSI salt not only supports the redox reaction on the cathode at high voltages, but also shows exceptional kinetic stability on the lithiated anode as evidenced by its improved cycling performance in a NMC532/Si-graphite full cells cycled between 4.6 and 3.0 V. On the basis of the spectroscopic/microscopic analysis and molecular dynamics (MD) simulations, the superior performance of the cells is attributed to the formation of solid-electrolyte-interphase on both electrode as well as unique solvation structure where a deadlocked coordination network is established at the saturated state, which prevents transition metal dissolution into the electrolyte via a solvation process.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Advancements in Battery Materials · Advanced Battery Materials and Technologies · Advanced Battery Technologies Research

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