在Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3基固体电解质和用于固态电池的金属阳极之间的界面稳定性的工程和调节
Wei Xiao1, Jieqiong Li1, Chang Miao1
1College of Chemistry and Environmental Engineering, Yangtze University, Jingzhou, 434023, PR China.
Journal of colloid and interface science
|September 2, 2023
概括
研究人员开发了InCl3涂层LATP-F固体电解质,用于改进的电池. 这种涂层通过形成Li-In合金来增强稳定性和性能,抑制树突并保护电解质.
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:
- 固态电解质如Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4) 3-F (LATP-F) 对更安全的电池具有前景.
- 固体电解质和金属阳极之间的界面不稳定性仍然是一个重大挑战.
- 树的生长和副作用会降低电池的性能和寿命.
研究的目的:
- 设计和制造具有InCl3涂层的LATP-F固体电解质粉末.
- 研究InCl3涂层对LATP-F基电池的接口性能和电化学性能的影响.
- 阐明改善界面稳定性和树抑制背后的机制.
主要方法:
- 在F-化LATP粉末上涂上InCl3的湿化学涂层.
- 制造Li/InCl3@LATP-F/Li对称电池和LiCoO2/InCl3@LATP-F/Li全电池. 这两种电池的制造方法是:
- 电化学测试包括循环稳定性,界面电阻测量和速率能力测试.
- 对界面反应和树形成的分析.
主要成果:
- 与未涂层的LATP-F细胞相比,Li/InCl3@LATP-F/Li细胞表现出明显更长的循环稳定性 (2500小时 vs 1837小时).
- 在InCl3涂层细胞的前500小时内,界面电阻从3428 Ω急剧下降到436 Ω.
- 该LiCoO2/InCl3@LATP-F/Li电池实现了126.4mAhg-1的高排放特异容量,在100个循环后保持95.42%.
- 该InCl3层形成了性Li-In合金,促进同质离子流并抑制树突.
- 涂层防止了LATP-F与金属的直接接触,减轻了Ti4+的减少并保持了结构完整性.
结论:
- InCl3涂层是一种有效的策略,可以增强LATP固体电解质和金属阳极之间的界面稳定性.
- 合金在接口的形成对于均的离子传输和树抑制至关重要.
- 这种方法为开发高性能和持久的LATP型固态电池提供了有希望的途径.
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