通过系统的元素操纵,实验证实正极乙酸超离子导体的实验证实
Xiang Zhu1,2,3, Pushun Lu1,4, Dengxu Wu1,4
1Tianmu Lake Institute of Advanced Energy Storage Technologies, Liyang, Jiangsu 213300, China.
Nano letters
|November 9, 2023
概括
研究人员通过替换离子和离子来增强硫酸固体电解质 (SE). 一个无形Li2.55P0.05BS2.8Cl0.2导体实现了高离子导电性,使稳定的全固态电池成为可能.
科学领域:
- 固态电化学 固态电化学
- 材料科学是一种材料科学.
- 离子电池技术是离子电池的技术.
背景情况:
- 硫酸 (Li3BS3) 是一个理论上有前途的固体电解质 (SE) 用于电池.
- 实验合成的Li3BS3表现出明显低于预测的离子导电性.
- 弥合理论预测和实验现实之间的差距对于SE发展至关重要.
研究的目的:
- 调查阴离子和离子替代对Li3BS3.3的离子导电性的影响.
- 为提高固体电解质性能确定最佳组合物.
- 为了评估完全固态电池中修改后的SE的电化学稳定性和循环性能.
主要方法:
- 在Li3BS3结构中进行系统的 (Cu, Zn, Sn, P, W) 和离子 (O, Cl, Br, I) 替代.
- 合成各种具有不同兴奋剂度的替代Li3BS3化合物.
- 合成材料的离子导电性,激活能量和电化学性能的表征.
主要成果:
- 无形Li2.55P0.05BS2.8Cl0.2在室温下表现出0.52 mS cm-1的高离子导电性.
- 这种组合表现出0.41 eV的低激活能量.
- 使用Li2.55P0.05BS2.8Cl0.2 SEs的全固态电池显示出稳定的循环,在55°C的200个循环后,容量保留超过97%.
结论:
- 阴离子和离子替代是提高Li3BS3固体电解质的离子导电性的有效策略.
- 无形的Li2.55P0.05BS2.8Cl0.2组成代表了固体电解质材料的重大进步.
- 这种优化的SE显示了开发高性能和安全的全固态离子电池的巨大潜力.


