通过固固体电解质间相设计,通过高度稳定的合金阳极实现显著的应变消耗
Chunlei Jiang1,2, Jiaxiao Yan1,3, Doufeng Wang1,4
1Advanced Energy Storage Technology Research Center, Shenzhen Institute of Advanced Technology, Chinese Academy of Sciences, Shenzhen, 518055, China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|October 26, 2023
概括
一种新型的双相固体电解质间相 (SEI) 与LiPON中的纳米粒子增强了离子电池阳极的稳定性. 这种设计显著提高了合金阳极的断裂性和循环性能.
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
- 电池技术 电池技术
背景情况:
- 离子电池 (LIB) 中的合金阳极遭受粉碎,限制了它们的实际应用.
- 开发稳定的固体电解质间相 (SEI) 层对于提高阳极耐用性和电池性能至关重要.
研究的目的:
- 设计和评估一个双相SEI,将 (Al) 纳米粒子纳入和氧化 (LiPON) 矩阵中.
- 研究新型Al/LiPON双相SEI的机械性能 (刚性和性) 和电化学性能.
主要方法:
- 通过在LiPON矩阵中分散Al纳米粒子来制造双相SEI.
- 与单相LiPON相比,进行机械测试以量化断裂性和刚性.
- 在双离子和常规LIB中对和阳极进行电化学循环测试.
主要成果:
- Al/LiPON双相SEI在保持硬度的同时,在断裂性方面表现出317.8%的增加.
- 在Al阳极上的应用使得储存的循环稳定性提高了450%.
- 对阳极也观察到更好的循环稳定性,证明了广泛的适用性.
- 即使使用高质量负载阴极,也可以实现均的Li-Al合金.
结论:
- 双相SEI设计有效地整合了刚性和性,解决了合金阳极的粉碎问题.
- 这种方法提高了结构稳定性和利率能力,为更强大的LIBs铺平了道路.
- 该SEI设计还通过界面电子结构修改优化离子扩散动力学.
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