用于高性能固态电池的金属氧化物纳米膜的协调辅助精确构造
Sijie Guo1,2, Yutao Li3, Bing Li1
1CAS Key Laboratory of Molecular Nanostructure and Nanotechnology and Beijing National Laboratory for Molecular Sciences, Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences (CAS) Beijing 100190, People's Republic of China.
Journal of the American Chemical Society
|January 26, 2022
概括
一种新的湿化学方法为固态电池 (SSB) 创建了统一的纳米膜,显著降低了接口电阻并改善了循环寿命. 这种低成本的技术为先进的电池开发提供了可扩展的替代蒸汽沉积技术.
科学领域:
- 材料科学
- 电化学
- 能量储存
背景情况:
- 固态电池 (SSB) 面临的挑战是固态电解质 (SSE) 和电极,特别是金属阳极之间的接口接触较差.
- 目前用于制造人工中间纳米膜的方法,如原子层沉积,由于它们的层次性质而昂贵,耗能且缓慢.
研究的目的:
- 开发一种简单,低成本的湿化学制造工艺,以在纳米级精度下设计SSB中的阳极/固体电解质接口.
- 证明这种方法在改善接口接触和电池性能方面的有效性.
主要方法:
- 使用聚烯酸作为功能聚合物启动的协调辅助沉积过程.
- 控制的表面反应调节金属前体的分布和分解,形成均的,无裂纹的金属氧化物纳米膜.
- 在石榴结构的Li6.5La3Zr1.5Ta0.5O12 (LLZT) 陶SSE上沉积了人工Al2O3纳米膜.
主要成果:
- 从2079.5到8.4 Ω cm2实现了Li/LLZT界面电阻的显著降低.
- 已证明组装的SSB的周期寿命非常长.
- 允许使用高容量丰富的阴极 (LiNi0.83Co0.07Mn0.1O2),在4.8mgcm-2负载下提供201.5mAhg-1.
结论:
- 基于溶液的方法为SSB制造提供了基于蒸汽的沉积技术的可负担和可扩展的替代方案.
- 这一战略加速了用于实际应用的高性能SSB的开发.
- 设计的接口显著提高了固态电池的电化学性能和稳定性.
