通过在Li7La3Zr2O12中引入压缩压力,通过使用离子植入来偏移状物
Florian Flatscher1,2, Juraj Todt3, Manfred Burghammer4
1Department of Materials Science and Engineering, NTNU Norwegian University of Science and Technology, Trondheim, 7491, Norway.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|November 10, 2023
概括
离子植入会在固体电解质中产生压力,从而防止固态电池中的树生长. 这种技术通过偏移树突和裂,为更安全,高性能电池提供了一条道路.
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:
- 树突是固态电池开发的一个主要障碍,导致短路.
- 固体电解质的缺陷有助于金属的透和树的传播.
研究的目的:
- 研究离子植入作为一种方法,以减轻在固体电解质中的树形成.
- 将受控的压力状态引入Li$_{6.4}$La$_{3}$Zr_{1.4}$Ta$_{0.6}$O$_{12}$ (LLZO) 中以阻止树突.
主要方法:
- 在LLZO中植入Ag离子植入.
- 使用原子探头断层扫描,电子显微镜和纳米X射线衍射进行表征.
- 通过纳米沉积和静电循环进行机械测试.
主要成果:
- Ag离子植入深度高达1微米,导致无形化到650-700nm.
- 在近地表面区域产生了显著的压力应力状态 (高达-700 MPa).
- 诱导的应力区和微观结构变化有效地转移了机械裂和树突.
结论:
- 离子植入是一种可行的技术,用于设计固体电解质.
- 这种方法可以为先进的固态电池制造"无质"固体电解质.
- 这项研究展示了一种新的方法来提高固态电池的安全性和性能.
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