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Work Function Evolution in Li Anode Processing
Advanced Energy Materials ( IF 24.4 ) Pub Date : 2020-05-04 , DOI: 10.1002/aenm.202000520 Ane Etxebarria 1, 2 , Stephan L. Koch 3, 4 , Oleksandr Bondarchuk 1 , Stefano Passerini 3, 4 , Gilberto Teobaldi 5, 6, 7 , Miguel Ángel Muñoz‐Márquez 1
Advanced Energy Materials ( IF 24.4 ) Pub Date : 2020-05-04 , DOI: 10.1002/aenm.202000520 Ane Etxebarria 1, 2 , Stephan L. Koch 3, 4 , Oleksandr Bondarchuk 1 , Stefano Passerini 3, 4 , Gilberto Teobaldi 5, 6, 7 , Miguel Ángel Muñoz‐Márquez 1
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Toward improved understanding and control of the interactions of Li metal anodes with their processing environments, a combined X‐ray photoelectron spectroscopy (XPS), ultraviolet photoelectron spectroscopy (UPS), and density functional theory (DFT) characterization of the effects that O2, CO2, and N2, the main gases in dry‐atmosphere battery production lines, induced on a reproducibly clean Li surface at room temperature is presented here. XPS measurements demonstrate that O2 is ten times more effective than CO2 at oxidizing metal Li. Notably, pure N2 is shown to not dissociate on clean metal Li. UPS results indicate that decomposition of O2 (CO2) reduces the work function of the Li surface by almost 1 eV, therefore increasing the reduction energy drive for the treated substrate by comparison to bare metallic Li. DFT simulations semiquantitatively account for these results on the basis of the effects of dissociative gas adsorption on the surface dipole density of the Li surface.
中文翻译：
锂阳极加工中功函数的演变
为了更好地理解和控制锂金属阳极与其加工环境之间的相互作用，结合了X射线光电子能谱（XPS），紫外光电子能谱（UPS）和密度泛函理论（DFT）表征了O 2的影响，本文介绍了常温可再生清洁锂表面上在干大气电池生产线中产生的主要气体CO 2和N 2。XPS测量表明，在氧化金属Li方面，O 2的效率是CO 2的十倍。值得注意的是，纯N 2不会在干净的金属Li上解离。UPS结果表明O 2（CO2）将Li表面的功函数降低了将近1 eV，因此与裸露的金属Li相比，增加了处理过的衬底的还原能量驱动。DFT模拟基于离解性气体吸附对Li表面的表面偶极子密度的影响，半定量地解释了这些结果。
更新日期：2020-06-23
中文翻译：
锂阳极加工中功函数的演变
为了更好地理解和控制锂金属阳极与其加工环境之间的相互作用，结合了X射线光电子能谱（XPS），紫外光电子能谱（UPS）和密度泛函理论（DFT）表征了O 2的影响，本文介绍了常温可再生清洁锂表面上在干大气电池生产线中产生的主要气体CO 2和N 2。XPS测量表明，在氧化金属Li方面，O 2的效率是CO 2的十倍。值得注意的是，纯N 2不会在干净的金属Li上解离。UPS结果表明O 2（CO2）将Li表面的功函数降低了将近1 eV，因此与裸露的金属Li相比，增加了处理过的衬底的还原能量驱动。DFT模拟基于离解性气体吸附对Li表面的表面偶极子密度的影响，半定量地解释了这些结果。
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