储能器件表界面SEI膜的原位SPM研究

项目名称： 储能器件表界面SEI膜的原位SPM研究

项目编号： No.21373237

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 物理化学

项目作者： 严会娟

作者单位： 中国科学院化学研究所

项目金额： 40万元

中文摘要： 近年来，锂离子电池作为一种放电电压高、能量密度高的储能器件，引起了人们的广泛关注。其电极/电解液界面特性是影响电池充放电循环容量与稳定性的重要因素。深入研究电极/电解液界面的结构特征及其物理化学性质是锂离子电池研究的关键科学问题之一。本项目将以电化学扫描探针显微镜（SPM）技术作为主要研究手段，结合原位拉曼光谱等技术作为辅助手段，针对锂离子电池充放电过程中嵌锂脱锂引起的电极表界固体电解质膜（SEI）的相关物理化学问题开展研究工作，从微观层次上原位考察电极表界面的形貌变化，SEI膜的成长演变以及表界面的电子学性质、力学性质，揭示影响纳米储能材料表界面SEI膜稳定性的关键因素，阐明电池容量衰减机制，认识纳米储能材料的纳米效应与新储能机制，为设计高效、稳定的纳微复合结构电极材料提供理论支持。相关结果将发表SCI收录论文2-4 篇，形成在国内外有重要影响的能源器件界面研究基地。

中文关键词： 储能器件；扫描探针显微术；固态电解质膜；表界面；原位

英文摘要： Lithium-ion battery has been one of the most important energy stroage devices. The optimization of energy and power density and life times of energy storage systems requires understanding solid state electrochemical mechanisms at atomistic and mesoscopic levels. With the aim of understanding the physcial and chemical problems of the solid electrolyte interphase (SEI) at electrode/electrolyte interface, this project will, at nanometer scale, explore the topography, electrical behavior and mechanics properties of the SEI at electrode/electrolyte interface, enclosing the mechanism of capacity degradation and the key elements determing the stability of battery by using in situ electrochemical scanning probe microscopy(SPM) combinding with in situ Raman technology. It is expected that this study is beneficial to rational design at the high performance of lithium-ion battery.

英文关键词： Energy storage devices；Scanning Probe microscopy；Solid electrolyte interphase；Interface；In situ