走向超稳定的金属阳极/Li6PS5Cl 接口通过一个介面层作为Li水库
Shijie Lu1, Xinyu Zhang1, Zhuolin Yang1
1School of Materials Science and Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, PR China.
Nano letters
|November 20, 2023
概括
一种新型的薄膜中间层通过防止副作用和确保稳定的沉积来增强固态金属电池. 这一突破使700多个周期具有高容量保留,为更安全的能源存储铺平了道路.
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
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 完全基于固态硫化物的金属电池为先进的能源存储提供了显著的潜力.
- 关键的挑战包括不良的接口反应和不良的接触,限制商业可行性.
- 开发稳定的阳极接口对于高性能固态电池至关重要.
研究的目的:
- 为硫化物基金属电池设计一个稳定有效的阳极接口.
- 调查预化印薄膜中间层在提高电池性能方面的作用.
- 解决电解质分解和树状石形成的问题.
主要方法:
- 通过预化路径制造一个薄膜中间层,形成LiF和LiIn相.
- 介层表面和电化学性能的表征.
- 在现场阻抗光谱检测循环过程中监测接口稳定性.
- 长期剥离/测试和使用LiCoO2阴极进行全细胞循环.
主要成果:
- 预先化中间层有效调节+流量,并促进的均沉积.
- 介层抑制了Li6PS5Cl电解质的还原性分解,保持了固体与固体的接触.
- 实现了稳定的接口阻抗和快速电荷转移,并通过现场阻抗光谱得到证实.
- 阳极在2000多个小时的时间内在2.55 mA cm-2.0 的稳定剥离/板状态下表现出了稳定.
- 所有固态电池实现了超过700个循环,在0.5°C下保持96.15%的容量.
结论:
- 开发的薄膜中间层是稳定硫化基金属电池阳极接口的高效策略.
- 这种方法显著提高了自行车的稳定性和寿命,解决了关键的商业化障碍.
- 这些发现为开发更安全,更高效的固态储能系统提供了有希望的途径.


