用于用DMF/水混合溶剂冷烧制造的金属电池的热稳定陶盐电解质
Sunwoo Kim1,2, Yejin Gim1,2, Wonho Lee1,2
1Department of Polymer Science and Engineering, Kumoh National Institute of Technology, Gumi 39177, Republic of Korea.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|September 9, 2023
概括
使用二甲基胺/水溶剂的冷烧结工艺 (CSP) 改善了复合电解质中的离子导电性. 这种方法为传统烧结提供了低温,快速的替代方案,提高了电解质性能和稳定性.
科学领域:
- 固态化学 固态化学
- 材料科学是一种材料科学.
- 电化学 电化学 电化学
背景情况:
- 传统的高温烧结氧化物电解质是耗费能源和时间的.
- 冷烧结工艺 (CSP) 提供低温 (<200°C) 和短处理时间 (<2h) 的合成.
- 在CSP合成的电解质中,无形的二次相阻碍了离子导电.
研究的目的:
- 调查CSP中用于复合电解质的高沸过时溶剂 (DMF,DMSO) 的使用情况.
- 开发高效和稳定的离子导电复合电解质.
- 为了克服CSP加工材料中较差的离子导电性的挑战.
主要方法:
- 使用冷烧结工艺 (CSP),使用单轴压力和水基过渡溶剂.
- 合成Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4) 3 (LAGP) 的复合电解质与LiTFSI,使用DMF/水和DMSO/水混合物.
- 具有特征的离子导电性 (σ),相对密度,热稳定性和长期循环性能.
主要成果:
- CSP LAGP-LiTFSI DMF/H2O复合电解质实现了高离子导电性 (10−4 S cm−1) 和相对密度 (>87%).
- 经DMF/水处理的电解质表现出极好的热稳定性,在热处理后保持导电性.
- DMSO/水和仅用水处理的电解质显示出热降解.
- 在Li对称细胞中,CSP LAGP-LiTFSI DMF/H2O电解质表现出长期稳定性 (>350小时).
结论:
- 选择合适的过渡溶剂对于高性能复合电解质的成功CSP至关重要.
- DMF/水混合物是一种有效的过渡溶剂系统,可通过CSP产生密集,导电性和稳定的LAGP基复合电解质.
- CSP为先进的固体电解质合成提供了一条可行的低温路线.
