在现场和低成本改进阳极接口在石榴石型固态电解质的电解质
Yu-Kai Liao1, Ru-Shi Liu2, Sung-Ting Yao3
1Department of Physics, National Taiwan Normal University, Taipei 116, Taiwan.
ACS applied materials & interfaces
|November 28, 2023
概括
使用CaCl2进行的接口修改使全固态离子电池 (ASSLIB) 中的金属阳极能够稳定循环,为更安全,高性能的能量存储铺平了道路.
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:
- 对电动汽车的日益增长的需求需要在离子电池的能量密度和安全性方面取得进展.
- 全固态离子电池 (ASSLIB) 提供了提高安全性和缩小尺寸的潜力,特别是金属阳极.
- 石榴石类型的固体电解质虽然有前途,但与金属的反应性往往很低,这给接口带来了挑战.
研究的目的:
- 解决ASSLIBs中石榴石型固体电解质和金属阳极之间的接口挑战.
- 开发一种稳定,低电阻的金属阳极接口,采用具有成本效益的改造方法.
- 为了评估ASSLIBs与修改过的阳极的电化学性能和长期稳定性.
主要方法:
- 使用石榴型固体电解质 (Li6.75La3Zr1.75Ta0.25O12) 进行全固态离子电池构造.
- 使用化 (CaCl2) 的接口修改,以创建一个Li-Ca-Cl复合阳极.
- 在室温下进行了对称细胞循环测试和全细胞性能评估.
主要成果:
- 实现了将界面电阻显著降低到7 Ω cm2.
- 证明了对称电池的稳定循环1200小时,电压波动最小 (±1516mV).
- 完整电池的初始放电容量高达149.2mA hg-1和100个循环后91.3%的容量保留.
结论:
- 通过简单的旋转涂层过程使用低成本的CaCl2进行界面修改,有效地稳定了ASSLIB中的金属阳极.
- 开发的Li-Ca-Cl复合阳极显著提高了接口特性和电化学性能.
- 这些发现为ASSLIBs的商业应用提供了坚实的基础,其安全性和能源密度得到了改善.
