揭示基全固态电池的挑战和机遇:薄膜结合与不匹配的应变
Mingcai Zhao1,2, Juan Zhang3, Carlos M Costa4,5
1BCMaterials, Basque Centre for Materials, Applications and Nanostructures, UPV/EHU Science Park, Leioa, 48940, Spain.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|December 5, 2023
概括
在具有金属或阳极的全固态离子电池 (ASSB) 中的固体电解质接口上形成差距. 缓解这些差距的策略对于稳定的ASSB性能和防止树形成至关重要.
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:
- 金属和阳极为所有固态离子电池 (ASSB) 提供高特异性容量.
- 在电池循环期间,阳极和固体电解质 (SE) 之间形成接口间隙,增加阻抗,导致电流分布不均.
- 了解差距形成机制是提高ASSB稳定的关键.
研究的目的:
- 详细阐述ASSB内部的金属和基阳极中接口间隙形成的独特机制.
- 审查缓解这些差距的策略,特别关注基于Si的阳极.
- 为开发稳定和高性能ASSB提供见解.
主要方法:
- 详细分析电化学和机械行为导致接口间隙的形成.
- 对降低Si基电极应变的策略的审查.
- 关于选择复合固体电解质的讨论.
主要成果:
- 金属阳极由于剥离/沉积和树生长而表现出不可避免的电化学空隙形成.
- 基于Si的阳极显示由体积变化引起的机械诱导的空隙,可以通过解决应变不匹配来减轻这种空隙.
- 建议使用具有良好的弹性特性和高离子导电性的复合聚合物-无机SE.
结论:
- 接口间隙形成是ASSB中的金属和基阳极的关键挑战.
- 管理应变和接口兼容性的机械策略对于基于Si的阳极稳定性至关重要.
- 优化的SE选择和Si阳极上的直接形成可以提高接口稳定性和ASSB的整体性能.
