measurement, S.-H.W. contributed to the conceptualization, visualization,
writing the review, and editing the manuscript. W.-N.S. contributed to the
conceptualization, funding acquisition, visualization, writing the review,
and editing the manuscript. B.J.H. contributed to the conceptualization,
supervision, funding acquisition, project administration, resources,
visualization, writing the review, and editing the manuscript. All the
authors discussed the results and commented on the manuscript.
[19] D. M. Seo, D. Chalasani, B. S. Parimalam, R. Kadam, M. Nie,
B. L. Lucht, ECS Electrochem. Lett. 2014, 3, A91.
[20] S. D. Xu, Q. C. Zhuang, J. Wang, Y. Q. Xu, Y. B. Zhu, Int. J. Electro-
chem. Sci. 2013, 8, 8058.
[21] D. Pritzl, S. Solchenbach, M. Wetjen, H. A. Gasteiger, J. Electro-
chem. Soc. 2017, 164, A2625.
[22] a) A. Wang, S. Kadam, H. Li, S. Shi, Y. Qi, npj Comput. Mater. 2018,
4, 15; b) G. M. Hobold, A. Khurram, B. M. Gallant, Chem. Mater.
2020, 32, 2341; c) J. Young, M. Smeu, J. Phys. Chem. Lett. 2018, 9,
3295; d) G. Gachot, S. Grugeon, M. Armand, S. Pilard, P. Guenot,
J.-M. Tarascon, S. Laruelle, J. Power Sources 2008, 178, 409.
[23] S. Solchenbach, M. Metzger, M. Egawa, H. Beyer, H. A. Gasteiger,
J. Electrochem. Soc. 2018, 165, A3022.
Keywords
anode-free batteries, gas evolution, interfacial reactions, Li-metal
batteries, online electrochemical mass spectroscopy
[24] K. Tasaki, J. Phys. Chem. B 2005, 109, 2920.
[25] S. J. An, J. Li, C. Daniel, D. Mohanty, S. Nagpure, D. L. Wood,
Carbon 2016, 105, 52.
[26] T. Nakajima, Y. Hirobayashi, Y. Takayanagi, Y. Ohzawa, J. Power
Sources 2013, 243, 581.
Received: August 17, 2020
Revised: September 30, 2020
Published online:
[27] T. Li, X.-Z. Yuan, L. Zhang, D. Song, K. Shi, C. Bock, Electrochem.
Energy Rev. 2020, 3, 43.
[1] a) H. Ye, S. Xin, Y.-X. Yin, J.-Y. Li, Y.-G. Guo, L.-J. Wan, J. Am. Chem.
Soc. 2017, 139, 5916; b) Y. Yang, D. M. Davies, Y. Yin, O. Borodin,
J. Z. Lee, C. Fang, M. Olguin, Y. Zhang, E. S. Sablina, X. Wang,
C. S. Rustomji, Y. S. Meng, Joule 2019, 3, 1986; c) W. Xu, J. Wang,
F. Ding, X. Chen, E. Nasybulin, Y. Zhang, J.-G. Zhang, Energy
Environ. Sci. 2014, 7, 513.
[2] a) J. Qian, B. D. Adams, J. Zheng, W. Xu, W. A. Henderson, J. Wang,
M. E. Bowden, S. Xu, J. Hu, J.-G. Zhang, Adv. Funct. Mater. 2016, 26,
7094; b) J.-J. Woo, V. A. Maroni, G. Liu, J. T. Vaughey, D. J. Gosztola,
K. Amine, Z. Zhang, J. Electrochem. Soc. 2014, 161, A827; c) D. Lin,
Y. Liu, Y. Cui, Nat. Nanotechnol. 2017, 12, 194.
[3] M. S. Milien, H. Beyer, W. Beichel, P. Klose, H. A. Gasteiger,
B. L. Lucht, I. Krossing, J. Electrochem. Soc. 2018, 165, A2569.
[4] a) X.-B. Cheng, R. Zhang, C.-Z. Zhao, Q. Zhang, Chem. Rev. 2017,
117, 10403; b) L. Li, S. Li, Y. Lu, Chem. Commun. 2018, 54, 6648;
c) G. Zheng, Y. Xiang, S. Chen, S. Ganapathy, T. W. Verhallen, M. Liu,
G. Zhong, J. Zhu, X. Han, W. Wang, W. Zhao, M. Wagemaker,
Y. Yang, Energy Storage Mater. 2019.
[5] C. P. Aiken, J. Xia, D. Y. Wang, D. A. Stevens, S. Trussler, J. R. Dahn,
J. Electrochem. Soc. 2014, 161, A1548.
[6] J. Self, C. P. Aiken, R. Petibon, J. R. Dahn, J. Electrochem. Soc. 2015,
162, A796.
[7] R. Jung, P. Strobl, F. Maglia, C. Stinner, H. A. Gasteiger, J. Electro-
chem. Soc. 2018, 165, A2869.
[8] M. Metzger, B. Strehle, S. Solchenbach, H. A. Gasteiger, J. Electro-
chem. Soc. 2016, 163, A798.
[28] a) S. A. Freunberger, Y. Chen, Z. Peng, J. M. Griffin, L. J. Hardwick,
F. Bardé, P. Novák, P. G. Bruce, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 8040;
b) N. Yabuuchi, K. Yoshii, S.-T. Myung, I. Nakai, S. Komaba, J. Am.
Chem. Soc. 2011, 133, 4404; c) M. Balaish, A. Kraytsberg, Y. Ein-Eli,
Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16, 2801; d) F. Lian, Y. Li, Y. He,
H. Guan, K. Yan, W. Qiu, K.-C. Chou, P. Axmann, M. Wohlfahrt-
Mehrens, RSC Adv. 2015, 5, 86763.
[29] a) J. Wandt, A. T. S. Freiberg, A. Ogrodnik, H. A. Gasteiger, Mater.
Today 2018, 21, 825; b) A. T. S. Freiberg, M. K. Roos, J. Wandt,
R. de Vivie-Riedle, H. A. Gasteiger, J. Phys. Chem. A 2018, 122, 8828.
[30] L. Xing, W. Li, C. Wang, F. Gu, M. Xu, C. Tan, J. Yi, J. Phys. Chem. B
2009, 113, 16596.
[31] K. U. Schwenke, S. Solchenbach, J. Demeaux, B. L. Lucht,
H. A. Gasteiger, J. Electrochem. Soc. 2019, 166, A2035.
[32] S. Wilken, M. Treskow, J. Scheers, P. Johansson, P. Jacobsson, RSC
Adv. 2013, 3, 16359.
[33] C. Schultz, S. Vedder, B. Streipert, M. Winter, S. Nowak, RSC Adv.
2017, 7, 27853.
[34] J. Lamb, C. J. Orendorff, E. P. Roth, J. Langendorf, J. Electrochem.
Soc. 2015, 162, A2131.
[35] K. Leung, F. Soto, K. Hankins, P. B. Balbuena, K. L. Harrison,
J. Phys. Chem. C 2016, 120, 6302.
[36] M. Onuki, S. Kinoshita, Y. Sakata, M. Yanagidate, Y. Otake, M. Ue,
M. Deguchi, J. Electrochem. Soc. 2008, 155, A794.
[37] a) X.-Q. Zhang, X.-B. Cheng, X. Chen, C. Yan, Q. Zhang, Adv. Funct.
Mater. 2017, 27, 1605989; b) L. Liu, S. Gu, S. Wang, X. Zhang,
S. Chen, RSC Adv. 2020, 10, 1704.
[9] N. E. Galushkin, N. N. Yazvinskaya, D. N. Galushkin, J. Electrochem.
Soc. 2019, 166, A897.
[10] W. Li, B. Song, A. Manthiram, Chem. Soc. Rev. 2017, 46, 3006.
[11] A. Guéguen, C. Bolli, M. A. Mendez, E. J. Berg, ACS Appl. Energy
Mater. 2020, 3, 290.
[12] K. Xu, Chem. Rev. 2004, 104, 4303.
[13] T. Yoon, T. Lee, J. Soon, H. Jeong, S. Jurng, J. H. Ryu, S. M. Oh,
J. Electrochem. Soc. 2018, 165, A1095.
[38] T. T. Hagos, B. Thirumalraj, C.-J. Huang, L. H. Abrha, T. M. Hagos,
G. B. Berhe, H. K. Bezabh, J. Cherng, S.-F. Chiu, W.-N. Su,
B.-J. Hwang, ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 9955.
[39] B. Thirumalraj, T. T. Hagos, C.-J. Huang, M. A. Teshager,
J.-H. Cheng, W.-N. Su, B.-J. Hwang, J. Am. Chem. Soc. 2019, 141,
18612.
[14] a) S. S. Zhang, Front. Energy Res. 2014, 2, 59; b) A. Kriston, I. Adanouj,
V. Ruiz, A. Pfrang, J. Power Sources 2019, 435, 226774; c) R. Jung,
M. Metzger, F. Maglia, C. Stinner, H. A. Gasteiger, J. Phys. Chem.
Lett. 2017, 8, 4820.
[40] a) G. Ramos-Sanchez, F. A. Soto, J. M. Martinez de la Hoz, Z. Liu,
P. P. Mukherjee, F. El-Mellouhi, J. M. Seminario, P. B. Balbuena,
J. Electrochem. Energy Convers. Storage 2016, 13, 031002;
b) R. Spotnitz, J. Franklin, J. Power Sources 2003, 113, 81; c) T. Liu,
L. Lin, X. Bi, L. Tian, K. Yang, J. Liu, M. Li, Z. Chen, J. Lu, K. Amine,
K. Xu, F. Pan, Nat. Nanotechnol. 2019, 14, 50; d) J. Henschel,
C. Peschel, S. Klein, F. Horsthemke, M. Winter, S. Nowak, Angew.
Chem., Int. Ed. 2020, 59, 6128.
[15] Y. Li, Y. Qi, Energy Environ. Sci. 2019, 12, 1286.
[16] Y. Jin, N.-J. H. Kneusels, P. C. M. M. Magusin, G. Kim, E. Castillo-
Martínez, L. E. Marbella, R. N. Kerber, D. J. Howe, S. Paul, T. Liu,
C. P. Grey, J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 14992.
[17] M. He, L. Boulet-Roblin, P. Borel, C. Tessier, P. Novák, C. Villevieille,
E. J. Berg, J. Electrochem. Soc. 2016, 163, A83.
[41] M. Metzger, C. Marino, J. Sicklinger, D. Haering, H. A. Gasteiger,
J. Electrochem. Soc. 2015, 162, A1123.
[18] Y. Bi, T. Wang, M. Liu, R. Du, W. Yang, Z. Liu, Z. Peng, Y. Liu,
D. Wang, X. Sun, RSC Adv 2016, 6, 19233.
[42] B. Strehle, S. Solchenbach, M. Metzger, K. U. Schwenke,
H. A. Gasteiger, J. Electrochem. Soc. 2017, 164, A2513.
Adv. Funct. Mater. 2020, 2006951
2006951 (12 of 12)
© 2020 Wiley-VCH GmbH