LiTFSI/DME-LiNO 3 的成膜特性

为了证实上述关于用恒电流还原法在 LiTFSI/DME- LiNO 3 电解质中的 Cu电极上可形成 ASEI 膜的推测，本工作采用 SEM 和 EIS 法来探究电极表面是否形成了 ASEI 膜。在-11 mol L LiTFSI/DME+ 2 wt.% LiNO 3 中，用 Cu 电极为工作电极以-20.015 mA cm 的电流密度恒电流从 OCP 阴极极化至 0.30 V。随后在手套箱中拆解三电极电解池以取出 Cu 电极，用 DME 清洗干净电极表面剩余的电解质，待干燥后用导电胶把极片粘在样品台上，在氩气的保护下快速转移至 SEM的样品室，进行形貌观察。图 3-2（a）和（b）为未进行电化学还原预处理的 Bare Cu 电极的表面形貌，图 3-2（c，d）和（e）为进行过电化学还原预处理的 Cu 电极的表面和横截面的形貌。可以看出进行电化学还原预处理后，Cu 电极的表面形貌有较大的改变，在其表面覆盖了一层薄薄的膜状物质即 ASEI，为了方便我们将该电极标记为ASEI-coated Cu 电极。同时，从横截面图可以看出，该 ASEI 厚度很小（远小于500 nm ），其具体厚度将在后面的 XPS 表征分析中给出。此外，分别以 Bare Cu 电极、ASEI-coated Cu 电极为工作电极的三电极电解池在-11 mol L LiTFSI/DME+ 2 wt.% LiNO 3 电解质中做EIS测试，实验结果如图3-2（f）所示。可以看出，以 Bare Cu 电极为工作电极的电池的 Nyquist 图几乎是一条斜线。然而，以 ASEI-coated Cu 电极作工作电极的电池的 Nyquist 图在高频区出现了一个半圆，该半圆被认为是电极表面 SEI 膜对所施加的扰动信号的响应，其直径大小涉及 Li + 在 SEI 膜内的迁移阻抗。因此，SEM 与 EIS 的测试结果表明，用恒电流还原法在 LiTFSI/DME-LiNO 3 电解质中的 Cu 电极上的确可以形成 ASEI 膜。