网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

npj:锂离子电池(LIB)阳极固体电解质界面——想要模拟?

0
分享至

研究者综述了SEI计算模拟领域的最新研究进展,;总结了多尺度模拟;讨论了SEI基本性质的计算细节。

可再充式锂离子电池(LIB)给我们的工作和生活掀起了巨大的波澜,推动了小型电子产品、航空领域电器的变革:因其更高的能量密度而逐渐取代了传统的碱性电池、镍镉电池和铅酸电池等。自1991年索尼公司首次将LIB商业化以来,仅二十多年的时间,锂离子电池的能量密度逐年增加(~5 Wh/kg /Year),现在已达160 Wh/kg,但仍不能满足汽车电气化的要求(500 - 700 Wh/kg)。固体电解质界面(SEI)是由电解质的分解产物在电极表面上形成的钝化层,允许Li +传输但阻挡电子通过,可防止电解质进一步分解,确保电化学反应能够持续。该领域有可能成为LIB的下一个技术突破点。由于SEI纳米膜结构复杂,加之可靠的原位实验技术缺乏,其形成和生长机理均未完全明了。计算方法方面的重大进展使SEI形成机制的预测性模拟成为可能。来自上海大学的施思齐教授和美国密西根州立大学的齐月教授,综述了SEI计算模拟领域的最新研究进展,涉及电子结构计算到介观尺度模型,涵盖电解质还原反应的热力学和动力学、SEI形成、通过电解质设计来改性、SEI特性与电池性能间的关联,以及人工SEI的设计;总结了多尺度模拟,比较了模拟结果与实验结果;讨论了SEI基本性质的计算细节,如:电子隧道效应、锂离子传输、块体SEI和电极/(SEI/)电解质界面的化学/机械稳定性等。综述最后展望了计算方法在SEI性质解析和人工SEI设计中的应用前景,并相信计算模拟与实验相结合可以相互补充,从而更好地了解SEI的复杂特性,以利将来开发出更高效的电池。

Review on modeling of the anode solid electrolyte interphase (SEI) for lithium-ion batteries

Aiping Wang, Sanket Kadam, Hong Li,

Siqi Shi & Yue Qi

A passivation layer called the solid electrolyte interphase (SEI) is formed on electrode surfaces from decomposition products of electrolytes. The SEI allows Li+ transport and blocks electrons in order to prevent further electrolyte decomposition and ensure continued electrochemical reactions. The formation and growth mechanism of the nanometer thick SEI films are yet to be completely understood owing to their complex structure and lack of reliable in situ experimental techniques. Significant advances in computational methods have made it possible to predictively model the fundamentals of SEI. This review aims to give an overview of state-of-the-art modeling progress in the investigation of SEI films on the anodes, ranging from electronic structure calculations to mesoscale modeling, covering the thermodynamics and kinetics of electrolyte reduction reactions, SEI formation, modification through electrolyte design, correlation of SEI properties with battery performance, and the artificial SEI design. Multi-scale simulations have been summarized and compared with each other as well as with experiments. Computational details of the fundamental properties of SEI, such as electron tunneling, Li-ion transport, chemical /mechanical stability of the bulk SEI and electrode/(SEI/) electrolyte interfaces have been discussed. This review shows the potential of computational approaches in the deconvolution of SEI properties and design of artificial SEI. We believe that computational modeling can be integrated with experiments to complement each other and lead to a better understanding of the complex SEI for the development of a highly efficient battery in the future.

===================================================

  本文系网易新闻·网易号“各有态度”特色内容

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
陆正耀预制菜大败局:瑞幸神话,为何在舌尖英雄彻底崩盘?

陆正耀预制菜大败局:瑞幸神话,为何在舌尖英雄彻底崩盘?

流苏晚晴
2026-02-23 12:16:16
何穗陈伟霆留在北京过年,晒出别墅内景,满屋蝴蝶兰太有年味了

何穗陈伟霆留在北京过年,晒出别墅内景,满屋蝴蝶兰太有年味了

章眽八卦
2026-02-24 13:13:14
北京一男房东因联系不上女租客,担心出事,直接开锁进了房间。

北京一男房东因联系不上女租客,担心出事,直接开锁进了房间。

南权先生
2026-01-12 16:44:03
谷爱凌夺金仅1天,英国各方集体破防:阿特金腾空比谷爱凌高1米!

谷爱凌夺金仅1天,英国各方集体破防:阿特金腾空比谷爱凌高1米!

大秦壁虎白话体育
2026-02-24 09:52:56
人事把我320万年终奖误发成2888元,我没闹默默递呈离职单

人事把我320万年终奖误发成2888元,我没闹默默递呈离职单

百晓史
2026-02-24 13:53:59
张灵甫身亡,蒋介石当众将汤恩伯打得满头血,死后蒋仍冷言相待

张灵甫身亡,蒋介石当众将汤恩伯打得满头血,死后蒋仍冷言相待

浩渺青史
2026-01-04 00:58:05
癌细胞最爱的5大食物,很多人天天吃!医生提醒:再馋也要管住嘴

癌细胞最爱的5大食物,很多人天天吃!医生提醒:再馋也要管住嘴

孟大夫之家1
2026-02-23 18:33:03
上海外滩一亚朵酒店突发火警 住客抱孩子在雨夜挨冻个把小时无人管

上海外滩一亚朵酒店突发火警 住客抱孩子在雨夜挨冻个把小时无人管

信网
2026-02-24 14:53:17
以前的五代影视剧都以南唐为主角,太平年为什么以吴越为主角?

以前的五代影视剧都以南唐为主角,太平年为什么以吴越为主角?

老达子
2026-02-24 06:35:05
中国又一城市被“占领”,37万外国人赖着不走,目的却不是旅游?

中国又一城市被“占领”,37万外国人赖着不走,目的却不是旅游?

毒sir财经
2026-02-23 17:54:22
CCTV5直播!中国男篮大战日本,对手主帅放狠话,郭士强全力争胜

CCTV5直播!中国男篮大战日本,对手主帅放狠话,郭士强全力争胜

小彭美识
2026-02-24 14:35:22
老挝待了三个月,我被问懵了:“你们中国人是不是都没有家?”

老挝待了三个月,我被问懵了:“你们中国人是不是都没有家?”

天下霸奇
2026-02-24 07:59:23
女子误转69万元公款,对方拒绝退款!警方介入,收款人:你们管得着吗

女子误转69万元公款,对方拒绝退款!警方介入,收款人:你们管得着吗

都市快报橙柿互动
2026-02-24 12:03:27
央视直播:CCTV5、CCTV5+乒乓球今日节目预告(附赛程时间表)

央视直播:CCTV5、CCTV5+乒乓球今日节目预告(附赛程时间表)

皮皮观天下
2026-02-24 10:27:07
36斤活羊烤完剩6.9斤惹争议,有商家测出出肉16.2斤

36斤活羊烤完剩6.9斤惹争议,有商家测出出肉16.2斤

映射生活的身影
2026-02-24 09:36:00
一场3:1验出国足争议新星成色 必得邵佳一器重 张玉宁或给他让位

一场3:1验出国足争议新星成色 必得邵佳一器重 张玉宁或给他让位

零度眼看球
2026-02-24 06:27:46
美国大学室友:谷爱凌是我见过最聪明的人!她把LV项链借给我约会

美国大学室友:谷爱凌是我见过最聪明的人!她把LV项链借给我约会

念洲
2026-02-24 07:51:55
李宗伟一家晒照拜年,抗癌后骨瘦如柴,44岁不缺钱花,娇妻生3娃

李宗伟一家晒照拜年,抗癌后骨瘦如柴,44岁不缺钱花,娇妻生3娃

大西体育
2026-02-24 10:38:25
雷军又上热搜啦!面部憔悴许多,现身公司亲自给员工发开工红包

雷军又上热搜啦!面部憔悴许多,现身公司亲自给员工发开工红包

火山詩话
2026-02-24 11:08:57
《镖人》原著作者许先哲的逆袭:欠债青年画出“世界级水平中国动漫精品”

《镖人》原著作者许先哲的逆袭:欠债青年画出“世界级水平中国动漫精品”

封面新闻
2026-02-24 13:33:07
2026-02-24 16:11:00
知社学术圈 incentive-icons
知社学术圈
海归学者发起的学术交流平台
3611文章数 107116关注度
往期回顾 全部

科技要闻

AI颠覆发展最新牺牲品!IBM跳水重挫超13%

头条要闻

38岁中国商人在土耳其被害 警方:遭同行女子引诱掳上车

头条要闻

38岁中国商人在土耳其被害 警方:遭同行女子引诱掳上车

体育要闻

苏翊鸣总结米兰征程:我仍是那个热爱单板滑雪的少年

娱乐要闻

杨洋传遇上缅北剧组 开机就离开剧组?

财经要闻

县城消费「限时繁荣」了十天

汽车要闻

入门即满配 威兰达AIR版上市 13.78万元起

态度原创

艺术
数码
时尚
本地
健康

艺术要闻

2025年第八届全国青年美展 | 油画作品选刊

数码要闻

库克豪掷6000亿美元!Mac mini开启美国制造模式:苹果供应链要变天

今年春天一定要拥有的针织,这样穿减龄又好看!

本地新闻

春花齐放2026:《骏马奔腾迎新岁》

转头就晕的耳石症,能开车上班吗?

无障碍浏览 进入关怀版