Crossref journal-article
Wiley
Advanced Science (311)
Abstract

Lithium metal batteries (LMBs) are among the most promising candidates of high‐energy‐density devices for advanced energy storage. However, the growth of dendrites greatly hinders the practical applications of LMBs in portable electronics and electric vehicles. Constructing stable and efficient solid electrolyte interphase (SEI) is among the most effective strategies to inhibit the dendrite growth and thus to achieve a superior cycling performance. In this review, the mechanisms of SEI formation and models of SEI structure are briefly summarized. The analysis methods to probe the surface chemistry, surface morphology, electrochemical property, dynamic characteristics of SEI layer are emphasized. The critical factors affecting the SEI formation, such as electrolyte component, temperature, current density, are comprehensively debated. The efficient methods to modify SEI layer with the introduction of new electrolyte system and additives, ex‐situ‐formed protective layer, as well as electrode design, are summarized. Although these works afford new insights into SEI research, robust and precise routes for SEI modification with well‐designed structure, as well as understanding of the connection between structure and electrochemical performance, is still inadequate. A multidisciplinary approach is highly required to enable the formation of robust SEI for highly efficient energy storage systems.

Bibliography

Cheng, X., Zhang, R., Zhao, C., Wei, F., Zhang, J., & Zhang, Q. (2015). A Review of Solid Electrolyte Interphases on Lithium Metal Anode. Advanced Science, 3(3). Portico.

Authors 6
  1. Xin‐Bing Cheng (first)
  2. Rui Zhang (additional)
  3. Chen‐Zi Zhao (additional)
  4. Fei Wei (additional)
  5. Ji‐Guang Zhang (additional)
  6. Qiang Zhang (additional)
References 192 Referenced 1,525
  1. 10.1002/adma.201403064
  2. 10.1002/aenm.201402073
  3. 10.1149/1.2407861
  4. 10.1016/j.nantod.2011.11.002
  5. 10.1038/nmat1368
  6. 10.1002/aenm.201402273
  7. 10.1039/C3EE40795K
  8. 10.1149/2.0261510jes
  9. 10.1016/0022-0728(90)87434-L
  10. 10.1103/PhysRevA.42.7355
  11. 10.1016/S0013-4686(97)10055-X
  12. 10.1016/S0378-7753(01)00734-0
  13. 10.1039/C5TA00689A
  14. 10.1016/j.jpowsour.2015.06.092
  15. 10.1149/1.2128859
  16. 10.1016/S0378-7753(00)00431-6
  17. 10.1021/cr500003w
  18. 10.1021/cr030203g
  19. 10.1149/1.2069033
  20. 10.1149/1.1837858
  21. 10.1149/1.1390787
  22. 10.1149/1.2133474
  23. 10.1149/1.2044000
  24. 10.1149/1.1836979
  25. 10.1149/1.1838196
  26. 10.1149/1.2119952
  27. 10.1016/0378-7753(87)80085-X
  28. 10.1016/0378-7753(85)88009-5
  29. 10.1149/1.2100445
  30. 10.1016/j.jelechem.2010.03.032
  31. {'key': 'e_1_2_8_31_1', 'first-page': '349', 'volume': '23', 'author': 'Li J.', 'year': '2011', 'journal-title': 'Prog. Chem.'} / Prog. Chem. by Li J. (2011)
  32. 10.1007/s00216-004-2522-4
  33. 10.1016/j.jpowsour.2007.06.213
  34. 10.1016/S0378-7753(01)00643-7
  35. 10.1016/j.jpowsour.2007.02.029
  36. 10.1016/j.apsusc.2006.10.071
  37. 10.1016/S0167-2738(03)00107-3
  38. 10.1002/sia.2072
  39. 10.1016/j.electacta.2014.06.129
  40. 10.1002/sia.5575
  41. 10.1021/la981048h
  42. 10.1016/j.jpowsour.2013.02.072
  43. 10.1016/j.jpowsour.2013.08.041
  44. 10.1016/j.jpowsour.2015.01.030
  45. 10.1038/nmat4041
  46. 10.1002/aenm.201401792
  47. 10.1016/j.jpowsour.2014.08.011
  48. 10.1016/S0378-7753(97)02655-4
  49. 10.1021/nl5048626
  50. 10.1016/S0378-7753(01)00588-2
  51. 10.1016/S0378-7753(99)00119-6
  52. 10.1016/S0378-7753(01)00586-9
  53. 10.1016/S0378-7753(98)00151-7
  54. 10.1016/0378-7753(94)02044-4
  55. 10.1149/1.1644136
  56. 10.1016/0022-0728(93)80431-G
  57. 10.1038/nmat2764
  58. 10.1038/nmat3246
  59. 10.1149/1.3148721
  60. 10.1149/2.020211jes
  61. 10.1016/S0167-2738(02)00080-2
  62. 10.1016/j.carbon.2012.09.049
  63. 10.1016/j.jpowsour.2014.04.134
  64. 10.1016/j.jpowsour.2014.03.029
  65. 10.1149/2.018303jes
  66. 10.1038/nnano.2014.152
  67. 10.1016/j.jpowsour.2014.12.023
  68. 10.1016/S0378-7753(97)02578-0
  69. 10.1016/S1388-2481(00)00056-4
  70. 10.5796/electrochemistry.71.1011
  71. 10.1021/jp503953n
  72. 10.1021/nl404471v
  73. 10.1016/j.jelechem.2014.02.014
  74. 10.1039/C4CP05758A
  75. 10.1016/j.electacta.2014.06.069
  76. 10.1021/jp4111019
  77. 10.1149/1.1393156
  78. 10.1016/j.jpowsour.2005.05.034
  79. 10.1039/c3an00791j
  80. 10.1016/j.jpowsour.2013.11.054
  81. 10.1039/c0jm01941k
  82. 10.1021/nn3017469
  83. 10.1038/nmat944
  84. 10.1021/nl403402q
  85. 10.1021/nl404577c
  86. 10.1039/c3cc49029g
  87. 10.1039/C4CP05865H
  88. 10.1021/ja0164529
  89. 10.1021/ja017073i
  90. 10.1021/jp014371t
  91. 10.1149/1.1633765
  92. 10.1016/j.jpowsour.2011.05.061
  93. 10.1021/jp508184f
  94. 10.1021/ja305366r
  95. 10.1021/jp5018696
  96. 10.1038/ncomms7362
  97. 10.1016/0013-4686(94)85010-0
  98. 10.1149/1.1397771
  99. 10.1016/S0378-7753(01)00593-6
  100. 10.1016/0378-7753(92)80135-X
  101. 10.1016/S0378-7753(01)00621-8
  102. 10.1016/S0378-7753(99)00202-5
  103. 10.1016/j.jpowsour.2012.10.028
  104. 10.1016/S0378-7753(01)00507-9
  105. 10.1016/j.jpowsour.2013.12.031
  106. 10.1016/S1872-5805(14)60128-1
  107. 10.1016/j.carbon.2014.03.049
  108. 10.1021/nn503985s
  109. 10.1002/aenm.201300815
  110. 10.1016/j.elecom.2006.07.037
  111. 10.1021/jp506567p
  112. 10.1016/j.jpowsour.2010.12.040
  113. 10.1149/2.081302jes
  114. 10.1016/j.elecom.2012.05.018
  115. 10.1039/C4CC06666A
  116. 10.1149/1.1502684
  117. 10.1016/j.jpowsour.2015.07.033
  118. 10.1038/ncomms2513
  119. 10.1021/ja412807w
  120. 10.1149/2.0011507jes
  121. 10.1016/j.elecom.2014.12.008
  122. 10.1039/C5TA03195H
  123. 10.1039/c3cp54165g
  124. 10.1149/1.2044131
  125. 10.1016/S0378-7753(97)02596-2
  126. 10.1016/j.jpowsour.2014.03.040
  127. 10.1016/j.nanoen.2015.04.009
  128. 10.1016/0022-0728(92)80467-I
  129. 10.1021/j100845a082
  130. Y. V.Mikhaylik Y.Mikhaylik Yuriy (Sion Power Corp) US patent no. US2006208701‐A1 2006.
  131. 10.1149/2.002207jes
  132. 10.1016/j.jpowsour.2008.05.038
  133. 10.1021/am501665s
  134. 10.1016/j.jpowsour.2015.06.150
  135. 10.1002/aenm.201301473
  136. 10.1016/j.jpowsour.2014.04.147
  137. 10.1039/C4CC05535G
  138. 10.1039/C4TA04172K
  139. 10.1016/j.jpowsour.2015.03.004
  140. 10.1016/j.jelechem.2003.11.035
  141. 10.1039/C0JM02305A
  142. 10.1038/srep01401
  143. 10.1016/0038-1098(93)90841-A
  144. 10.1149/1.1379028
  145. 10.1002/adma.200401286
  146. 10.1007/s10853-007-2421-0
  147. 10.1016/0167-2738(92)90310-L
  148. 10.1016/0378-7753(93)80110-B
  149. 10.1557/JMR.2000.0281
  150. 10.1038/28818
  151. 10.1149/2.117309jes
  152. 10.1002/cplu.201402084
  153. 10.1149/2.087405jes
  154. {'key': 'e_1_2_8_154_1', 'first-page': '15', 'author': 'Zhang J.', 'year': '2015', 'journal-title': 'Nano Lett.'} / Nano Lett. by Zhang J. (2015)
  155. 10.1021/ja508723m
  156. 10.1039/C4TA04727C
  157. 10.1021/ja502133j
  158. 10.1002/smll.201403568
  159. 10.1038/nmat3602
  160. 10.1038/nmat3066
  161. 10.1149/2.0721507jes
  162. 10.1021/ja312241y
  163. 10.1021/nl5039117
  164. 10.1149/2.028309jes
  165. 10.1021/jz500207a
  166. 10.1021/jp309321w
  167. 10.1016/j.electacta.2003.12.071
  168. {'key': 'e_1_2_8_168_1', 'first-page': '834', 'author': 'Ryou M.‐H.', 'year': '2014', 'journal-title': 'Adv. Funct. Mater.'} / Adv. Funct. Mater. by Ryou M.‐H. (2014)
  169. 10.1038/ncomms4015
  170. 10.1039/C4TA01709A
  171. 10.1038/ncomms4710
  172. 10.1021/cm503447u
  173. 10.1002/smll.201401837
  174. 10.1149/1.1392649
  175. 10.1002/adma.201305095
  176. 10.1021/acsnano.5b01990
  177. 10.1038/ncomms8436
  178. 10.1021/jz1005384
  179. 10.1039/C4TA02924K
  180. 10.1002/aenm.201300950
  181. 10.1021/cm501025r
  182. 10.1016/j.jpowsour.2014.03.088
  183. 10.1021/jp408037e
  184. 10.1016/j.electacta.2012.04.005
  185. 10.1016/j.jpowsour.2012.10.004
  186. 10.1039/C4CP00974F
  187. 10.1039/c2ee21543h
  188. 10.1039/c1ee01500a
  189. 10.1039/c1ee01496j
  190. 10.1038/nmat4041
  191. 10.1002/adma.201404210
  192. 10.1016/j.elecom.2014.12.008
Dates
Type When
Created 9 years, 9 months ago (Nov. 17, 2015, 10:54 a.m.)
Deposited 1 year, 10 months ago (Oct. 6, 2023, 9:38 p.m.)
Indexed 34 minutes ago (Aug. 21, 2025, 1:05 a.m.)
Issued 9 years, 9 months ago (Nov. 17, 2015)
Published 9 years, 9 months ago (Nov. 17, 2015)
Published Online 9 years, 9 months ago (Nov. 17, 2015)
Published Print 9 years, 5 months ago (March 1, 2016)
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@article{Cheng_2015, title={A Review of Solid Electrolyte Interphases on Lithium Metal Anode}, volume={3}, ISSN={2198-3844}, url={http://dx.doi.org/10.1002/advs.201500213}, DOI={10.1002/advs.201500213}, number={3}, journal={Advanced Science}, publisher={Wiley}, author={Cheng, Xin‐Bing and Zhang, Rui and Zhao, Chen‐Zi and Wei, Fei and Zhang, Ji‐Guang and Zhang, Qiang}, year={2015}, month=nov }