低温现场化 构建固态金属电池的性颗粒选择性中间层
Guoqiang Zhao1, Changwei Luo1, Bin Wu2
1Laboratory of Beam Technology of Ministry of Education, College of Nuclear Science and Technology, Beijing Normal University, Beijing 100875, China.
ACS applied materials & interfaces
|October 23, 2023
概括
研究人员开发了一种新型的低温方法,使用三化 (SbCl3) 来创建石榴石固态电解质的保护中间层. 这提高了离子电池的性能,降低了接口电阻,并防止了树的生长.
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:
- 石榴石型固态电解质面临的挑战是接口电阻和树脂的生长,限制了高能量密度的应用.
- 传统方法需要高温 (>180°C) 来进行金属接口修改,这需要大量的能量.
研究的目的:
- 开发一种低温现场方法,用于构建石榴石固态电解质的稳定和导电接口.
- 改进离子运输和抑制树形成,以提高电池的安全性和性能.
主要方法:
- 引入类似液体金属的三甲 (SbCl3) 用于低温 (80°C) 化,形成一个 Li+ 方向选择的中间层.
- 介层的组成 (SbLi3和LiCl) 和与和石榴电解质 (LGLZO) 的接口能量的表征.
- 制造和测试Li/Li对称细胞和LiFePO4//Li全细胞,以评估电化学性能.
主要成果:
- 由SbCl3衍生的中间层与和LGLZO具有优越的亲和力,显著降低了接口电阻.
- 通过中间层的绝缘电子效应来实现树生长的抑制.
- /对称细胞在6.0mA cm-2下表现出稳定的循环,在2.0mA cm-2下表现出超过1000小时的稳定循环.
- 完整电池在1000个循环后在0.5°C下达到144.8mAhg-1的高残留容量,在600个循环后在1°C下保持94.7%.
结论:
- 低温SbCl3化策略有效地提高了石榴石固态电解质的接口稳定性和离子导电性.
- 这种节能方法为改造下一代离子电池中的固态电解质提供了一个有希望的途径.
- 该方法对其他固态电解质系统的潜在适用性需要进一步研究.
