journal article·2021-03-01Open access

Perspective—Structure and Stability of the Solid Electrolyte Interphase on Silicon Anodes of Lithium-ion Batteries

Jongjung Kim, Oh B. Chae, Brett L. Lucht

Abstract

The solid electrolyte interphase (SEI) acts as a protection layer on the surface the anodes of lithium ion batteries to prevent further electrolyte decomposition. Understanding the fundamental properties of the SEI is essential to the development of high capacity silicon anodes. However, the detailed mechanism of the generation of the evolution of the SEI on the silicon anodes is not fully understood. This manuscript reviews our recent investigations of the SEI on silicon anodes. We have studied the fundamental formation mechanism of the SEI on silicon anodes, along with the evolution which occurs to the SEI upon cycling.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

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

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References (58)

Show source-provided references
1. Obrovac · Electrochem. Solid-State Lett. · 2004 · 7 · A9310.1149/1.1652421 ↗
2. Besenhard · J. Power Sources · 1997 · 68 · 8710.1016/S0378-7753(96)02547-5 ↗
3. Khomenko · J. Power Sources · 2007 · 165 · 59810.1016/j.jpowsour.2006.10.059 ↗
4. Li · Energy Environ. Sci. · 2017 · 10 · 142710.1039/C7EE00838D ↗
5. Peled · J. Electrochem. Soc. · 1998 · 145 · 348210.1149/1.1838831 ↗
6. Peled · J. Electrochem. Soc. · 1979 · 126 · 204710.1149/1.2128859 ↗
7. Yoon · J. Electrochem. Soc. · 2015 · 162 · A232510.1149/2.0731512jes ↗
8. Sina · Adv. Mater. Interfaces · 2016 · 3 · 160043810.1002/admi.201600438 ↗
9. Nie · J. Phys. Chem. C · 2013 · 117 · 1340310.1021/jp404155y ↗
10. Philippe · Chem. Mater. · 2013 · 25 · 39410.1021/cm303399v ↗
11. Lee · J. Electrochem. Soc. · 2017 · 164 · A610310.1149/2.0141701jes ↗
12. Wu · Nat. Nanotechnol. · 2012 · 7 · 31010.1038/nnano.2012.35 ↗
13. Nguyen · J. Electrochem. Soc. · 2014 · 161 · A193310.1149/2.0731412jes ↗
14. Dalavi · J. Electrochem. Soc. · 2012 · 159 · A64210.1149/2.076205jes ↗
15. Xu · J. Mater. Chem. A · 2019 · 7 · 943210.1039/C9TA01876J ↗
16. Zhang · J. Electrochem. Soc. · 2020 · 167 · 7055410.1149/1945-7111/ab836b ↗
17. Markevich · ACS Appl. Energy Mater. · 2018 · 1 · 260010.1021/acsaem.8b00304 ↗
18. Fridman · Electrochem. Commun. · 2013 · 33 · 3110.1016/j.elecom.2013.04.010 ↗
19. Markevich · ACS Energy Lett. · 2017 · 2 · 133710.1021/acsenergylett.7b00163 ↗
20. Elazari · J. Electrochem. Soc. · 2012 · 159 · A144010.1149/2.029209jes ↗
21. Markevich · ACS Energy Lett. · 2017 · 2 · 132110.1021/acsenergylett.7b00300 ↗
22. Lin · Chem. Commun. · 2012 · 48 · 726810.1039/c2cc31712e ↗
23. Xu · Chem. Mater. · 2015 · 27 · 259110.1021/acs.chemmater.5b00339 ↗
24. Schroder · Chem. Mater. · 2015 · 27 · 553110.1021/acs.chemmater.5b01627 ↗
25. Nakai · J. Electrochem. Soc. · 2011 · 158 · A79810.1149/1.3589300 ↗
26. Markevich · J. Electrochem. Soc. · 2013 · 160 · A182410.1149/2.085310jes ↗
27. Li · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2014 · 6 · 1008310.1021/am5009419 ↗
28. Nguyen · Langmuir · 2017 · 33 · 925410.1021/acs.langmuir.6b04310 ↗
29. Chandrasiri · J. Electrochem. Soc. · 2018 · 165 · A199110.1149/2.0161810jes ↗
30. Etacheri · Langmuir · 2012 · 28 · 617510.1021/la300306v ↗
31. Jaumann · J. Electrochem. Soc. · 2016 · 163 · A55710.1149/2.1011603jes ↗
32. Araño · J. Electrochem. Soc. · 2020 · 167 · 12052010.1149/1945-7111/abac84 ↗
33. Piper · Nat. Commun. · 2015 · 6 · 623010.1038/ncomms7230 ↗
34. Sayah · Electrochim. Acta · 2017 · 243 · 19710.1016/j.electacta.2017.05.056 ↗
35. Heiskanen · Joule · 2019 · 3 · 232210.1016/j.joule.2019.08.018 ↗
36. Aurbach · J. Electrochem. Soc. · 1994 · 141 · 60310.1149/1.2054777 ↗
37. Reduction Reactions of Carbonate Solvents for Lithium Ion Batteries10.1149/2.0021409eel ↗
38. Nie · J. Phys. Chem. C · 2013 · 117 · 125710.1021/jp3118055 ↗
39. Young · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2015 · 7 · 2000410.1021/acsami.5b04845 ↗
40. Zhang · J. Power Sources · 2006 · 162 · 137910.1016/j.jpowsour.2006.07.074 ↗
41. Vogl · J. Electrochem. Soc. · 2015 · 162 · A60310.1149/2.0391504jes ↗
42. Michan · Chem. Mater. · 2016 · 28 · 814910.1021/acs.chemmater.6b02282 ↗
43. Brown · ACS Appl. Energy Mater. · 2018 · 1 · 305710.1021/acsaem.8b00705 ↗
44. Philippe · Chem. Mater. · 2012 · 24 · 110710.1021/cm2034195 ↗
45. Parimalam · J. Phys. Chem. C · 2017 · 121 · 2273310.1021/acs.jpcc.7b08433 ↗
46. Yoon · Chem. Mater. · 2017 · 29 · 323710.1021/acs.chemmater.7b00454 ↗
47. Cresce · Nano Lett. · 2014 · 14 · 140510.1021/nl404471v ↗
48. Lu · J. Phys. Chem. C · 2014 · 118 · 89610.1021/jp4111019 ↗
49. Kim · J. Electrochem. Soc. · 2017 · 164 · A241810.1149/2.0761712jes ↗
50. Nguyen · J. Power Sources · 2014 · 262 · 11210.1016/j.jpowsour.2014.03.119 ↗
51. Kim · Electrochim. Acta · 2013 · 103 · 22610.1016/j.electacta.2013.04.040 ↗
52. Lee · J. Electrochem. Soc. · 2015 · 162 · A157910.1149/2.0821508jes ↗
53. Xu · Energy Environ. Sci. · 2016 · 9 · 130810.1039/C5EE03360H ↗
54. Koo · Angew. Chemie Int. Ed. · 2012 · 51 · 876210.1002/anie.201201568 ↗
55. Li · Electrochem. Solid-State Lett. · 2007 · 10 · A1710.1149/1.2398725 ↗
56. Magasinski · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2010 · 2 · 300410.1021/am100871y ↗
57. Nguyen · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2016 · 8 · 1221110.1021/acsami.6b03357 ↗
58. Schwenke · J. Electrochem. Soc. · 2019 · 166 · A203510.1149/2.0821910jes ↗