リチウム金属電池のための超低インターフェイスレジスタンスを持つガーネット電解質

科学分野:

• 材料科学
• 電気化学
• 固体化学

背景:

• 石榴石構造の Li$_{7}$La$_{3}$Zr$_{2}$O$_{12}$は 先進的なバッテリーの鍵となる固体電解質です
• 表面層 (Li$_{2}$CO$_{3}$,Li-Al-Oガラス) に起因するインターフェイス抵抗,デンドライトの成長,および劣化が課題です.

研究 の 目的:

• ガーネットの電解質から有害な表面層を除去する方法を開発する.
• グラネットベースの電池のインターフェイス特性と電気化学性能を改善する.

主な方法:

• 700 °Cでのガーネットペレットの炭素後処理
• 表面組成とインターフェイス抵抗の特徴.
• 各種の電池構成 (対称型,完全固体型,ハイブリッド型) の製造と試験

主要な成果:

• Li$_{2}$CO$_{3}$を効果的に除去し,Li-Al-Oガラスの相を減少させました.
• Li/ガーネット,ガーネット/LiFePO4$$,およびガーネット/有機-液体界面におけるインターフェイス抵抗の有意な減少.
• 安定したサイクルが示され,超ポテンシャルが低く,高クーロンビック効率が対称で,全固体およびハイブリッドのLi-S細胞で示されている.

結論:

• 炭素処理は,ガーネット固体電解質の性能を高めるためのシンプルで効果的な方法です.
• 実用的な固体電池の実現には インターフェースの課題を克服することが不可欠です
• 改良されたガーネット電解質は 次世代のエネルギー貯蔵装置に 大きな可能性を秘めています