頑丈なリチウムアノドのためのフッ化リチウム/ナ混合インターフェーズの無電気形成

科学分野:

• 材料科学
• 電気化学
• バッテリー技術

背景:

• 安定した固体電解質インターフェーズ (SEI) 形成は,高エネルギー密度のバッテリーにおけるリチウム金属アノド性能にとって極めて重要です.
• リチウム金属の繰り返し塗装/剥離は,SEIの不安定性とバッテリーの劣化につながる.

研究 の 目的:

• リチウム金属アノドのための安定したフッ化リチウム/ナトリウムハイブリッドインターフェーズを設計する.
• リチャージ可能なリチウム電池の性能と寿命を向上させるため

主な方法:

• ハイブリッドインターフェーズを作るための簡単な無電極電解質浸透アプローチ.
• SEIの構造と特性を分析するために,共同の実験的および計算的特徴付け (例えば,XRD,SEM,TEM,XPS,DFT) を行う.
• 性能評価のための対称リチウムセルとフルセル (LiFePO4カトド)

主要な成果:

• NaF,LiF,LiPO2F2,および有機成分からなるフッ素ハイブリッドSEIが成功して合成されました.
• ハイブリッドSEIはモザイク型多結晶構造で,濃縮された粒子の境界とリウムの優れたインターフェイス特性を有しています.
• NaFのないSEIと比較してイオン伝導性と機械的強度が向上した.
• 金属のリウムのデンドライトのない循環は,対称な細胞で10 mAh cm−2で1300時間以上続きます.
• 全細胞は,0. 5°Cでの200サイクル後に96. 70%の容量保持で長期安定性を示した.

結論:

• 開発されたフッ素ハイブリッドSEIは,リチウム金属アノドを効果的に安定させます.
• このアプローチは,次の世代のバッテリーのための金属リチウムアノドを進めるため,堅牢で多機能なSEIを設計するための有望な戦略を提供します.