LiNi0.5 Mn1.5 O4 5个V级全固态电池的阴极的相间稳定
Dongsoo Lee1, Zehao Cui1, John B Goodenough1
1Materials Science and Engineering Program and Texas Materials Institute, The University of Texas at Austin, Austin, TX, 78712-1591, USA.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|September 2, 2023
概括
像,,氧化物 (LNMO) 这样的高压无螺旋阴极在全固态电池中面临着挑战. 补充剂和保护性涂层显著提高了界面稳定性,以确保可靠的高压操作.
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
- 固态电池 固态电池是什么
背景情况:
- 高压无螺旋氧化 (LNMO) 为电池提供高能量密度和成本效益.
- 在整体固态电池 (ASSB) 中集成LNMO阴极与固体电解质存在挑战.
- 化学不相容性和氧化不稳定性限制了LNMO与硫化物固体电解质的性能.
研究的目的:
- 研究在ASSB中使用固体电解质的LNMO阴极的界面限制.
- 探索提高LNMO在ASSB中的电化学稳定性和循环性能的策略.
- 为ASSB中稳定的高压阴极接口的开发提供指导.
主要方法:
- 分析LNMO与各种固体电解质 (Li6PS5Cl,Li3InCl6) 之间形成的介相.
- 在LNMO阴极上实施铁 (Fe) 和酸盐 (Li3PO4) 保护涂层.
- 在ASSB中对修改后的LNMO阴极进行电化学测试,在高电压下 (约. 4.7 V) 的情况.
主要成果:
- 内在的化学不相容性和低氧化稳定性被确定为LNMO与Li6PS5Cl的局限性.
- 甚至像Li3InCl6这样的稳定化物电解质也与LNMO形成了电阻界面.
- 用Li3InCl6对LNMO涂上Fe-doping和Li3PO4涂层,导致稳定的循环和在高电压下稳定的间相.
结论:
- 通过兴奋剂和保护性涂层进行接口工程对于使ASSB中的LNMO阴极稳定高压运行至关重要.
- 实现稳定的相间延长了电化学稳定性窗口,从而提高了循环性能.
- 这项工作为利用高压阴极提供了有价值的见解,并强调了在ASSB开发中界面稳定的重要性.


