LiPF6 诱导石榴石型固态电解质的化,用于稳定的金属电池
Nan Chen1,2, Boshun Gui1, Binbin Yang1
1School of Materials Science & Engineering, Beijing Key Laboratory of Environmental Science and Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing, 100081, China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|October 11, 2023
概括
这项研究提出了一种新的废物到宝藏的方法,通过将表面杂质转化为有益的化合物来处理石榴石固体电解质 (LLZTO). 这个过程增强了离子运输,提高了电池性能,提供了一个简单有效的解决方案.
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:
- 石榴石固体电解质如Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12 (LLZTO) 对电池来说是有前途的,但受到表面Li2CO3杂质的影响.
- 这些杂质阻碍了离子传输,增加了接口阻抗,限制了实际应用.
- 传统的杂质去除方法通常是复杂的或低效的.
研究的目的:
- 开发一种简单有效的策略,从LLZTO表面去除Li2 CO3杂质.
- 研究Li2CO3转化为有益的Li3PO4和LiF的过程.
- 评估这种处理对LLZTO/PAN复合聚合物电解质及其在固态电池中的性能的影响.
主要方法:
- 一种"废物到宝藏"的方法,在60°C时用LiPF6溶液处理LLZTO.
- 表面Li2CO3的转化为Li3PO4和LiF. 这两种变化是:
- LLZTO/PAN复合聚合物电解质和Li/LiFePO4固态电池的制造和表征.
主要成果:
- 由于Li3PO4的形成,LLZTO/PAN复合电解质实现了0.63的高离子转移数.
- 一层密集的LiF层保护了LLZTO免受溶剂分解.
- 对称的Li/Li细胞显示了1.1 mA cm-2的临界电流密度和长寿命 (700小时在0.2 mA cm-2).
- /FePO4电池提供稳定的循环 (141mAhg-1在0.5°C) 在190个循环后93.6%的容量保留.
结论:
- 拟议的方法有效地将有害的Li2CO3杂质转化为有益的Li3PO4和LiF.
- 这种处理显著提高了基于LLZTO的电解质的离子导电性和界面稳定性.
- 该方法为改善固态电池性能提供了可持续和高效的途径.


