Diseño de la estructura a granel/interfaz de los cátodos ricos en litio basados en Mn para las baterías de litio en...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La electroquímica
• Almacenamiento de energía

Sus antecedentes:

• Los materiales de cátodo basados en litio-Mn (LRMO) muestran potencial para baterías de estado sólido de alta densidad de energía (ASSB).
• La escasa conductividad eléctrica y la inestabilidad de la interfaz obstaculizan el rendimiento de LRMO en ASSB.

Objetivo del estudio:

• Diseñar estructuras in situ en masa/interfaces para cátodos LRMO para crear vías eficientes de Li+/e-.
• Mejorar la conductividad y la estabilidad interfacial de los cátodos LRMO para ASSB.

Principales métodos:

• Introducción de Li2WO4 en los cátodos LRMO mediante el diseño de la estructura in situ.
• Investigación de la migración de Li+, la estabilidad de la estructura de oxígeno superficial y la reversibilidad de oxígeno redox.
• Fabricación y ensayo electroquímico de ASSB con cátodos LRMO modificados.

Principales resultados:

• La introducción de Li2WO4 redujo las barreras de energía de migración de Li+ y estabilizó la estructura de oxígeno superficial.
• Mejora de la reversibilidad de oxígeno redox y decaimiento de tensión en catodos LRMO.
• Mejora de la estructura en masa y la estabilidad de la interfaz de alta tensión, lo que lleva a una alta capacidad de superficie (~ 3,15 mAh / cm2) y más de 1200 ciclos con una retención del 84,1%.

Conclusiones:

• La estrategia de diseño de la estructura a granel/interfaz in situ mejora efectivamente el rendimiento del cátodo LRMO para los ASSB.
• Interfaces ultraestables de alta tensión y electrodos compuestos de alta carga para el almacenamiento avanzado de energía.
• Este trabajo proporciona información para el desarrollo de materiales de cátodo LRMO de próxima generación para ASSB de alto rendimiento.