在含有硫化玻璃电解质的全固态金属电池中,Li剥离/金性能的堆压力依赖性
Taichi Asakura1, Takeaki Inaoka1, Chie Hotehama1
1Department of Applied Chemistry, Graduate School of Engineering, Osaka Metropolitan University, 1-1 Gakuen-cho, Naka-ku, Sakai, Osaka 599-8531, Japan.
ACS applied materials & interfaces
|June 20, 2023
概括
固态硫电池的稳定运行是通过使用-合金电极来实现的. 优化的条件抑制空隙和树突,使下一代电池能够实现高电流密度性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 基于硫化物的全固态-硫 (Li/S) 电池具有高能量密度,但遭受Li状物生长和短路.
- 在Li剥离过程中,在Li/固体电解质接口上形成空隙,导致接触故障并限制电池性能.
研究的目的:
- 为了研究操作条件 (堆压力,温度,电极组成),抑制Li/S电池中空隙形成.
- 在各种条件下,用玻璃硫化物电解质评估全固态Li对称电池的Li剥离/化性能.
主要方法:
- 研究了堆压力,工作温度和电极组合对空隙形成和剥离/板的影响.
- 使用全固态Li对称电池,配有玻璃硫化物电解质和降解耐受性.
- 将金属电极与-Mg合金电极进行比较.
主要成果:
- -Mg合金电极在电流密度>2.0 mA cm-2,60 °C和3-10 MPa堆压力下表现出高循环稳定性.
- 一个带有Li-Mg合金负电极的全固态Li/S电池在2.0 mA cm−2,5 MPa和60 °C下实现了50个周期的稳定运行.
- 在优化条件下,Li/S电池的容量接近理论值.
结论:
- -Mg合金电极和优化的操作条件对于抑制空隙和增强硫化基全固态/S电池的循环稳定性至关重要.
- 本研究为开发高性能,高电流密度全固态Li/S电池提供了指导方针.
- 这些发现为先进的固态电池技术的实际应用铺平了道路.
