通过接近室温的烧结工艺,使基于氧化物的固态金属电池能够长期使用.
Hao Sun1, Zhenhua Liu1, Mingyang Xin1
1National & Local United Engineering Laboratory for Power Battery, Department of Chemistry, Northeast Normal University, Changchun 130024, China.
Journal of colloid and interface science
|September 29, 2023
概括
氧化物固体电解质 (OSEs) 的新型冷烧结工艺使用60°C的塑料晶体电解质 (PCE),克服了高温烧结的局限性. 这种方法显著提高了用于实际电池应用的离子运输.
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
- 固态化学 固态化学
背景情况:
- 氧化物固体电解质 (OSEs) 需要高温烧结 (HTS) 超过1000°C,这是由于颗粒边界 (GB) 阻力.
- HTS导致有害的副作用,损失和成本增加,阻碍了OSE的商业化.
研究的目的:
- 为OSEs开发一种低温烧结方法.
- 为了改善跨谷物界限的离子运输.
- 为了使OSEs在电池中的实际应用.
主要方法:
- 开发了一种接近室温 (60°C) 的冷烧结工艺.
- 塑料晶体电解质 (PCE) 用于填充谷物边界.
- 评估了Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4) 3 OSE 的性能.
主要成果:
- 跨越GBs的离子运输速度是散装阶段的10倍.
- OSE 实现了 0.25 mS cm-1 的室温离子导电性.
- 李对称的细胞表现出较低的超电位 (50mV),而完整的细胞在820个周期 (1.5年) 后保留了70%的容量.
结论:
- 使用PCE冷烧结为OSE制造提供了高效的替代HTS.
- 这一过程提高了离子导电性和电化学性能.
- 开发的OSE证明了潜在的电池应用的长期稳定性.
