在固态电池中构建SnO2缓冲层并分析其对Li和Li1.5Al0.5Ge1.5的接口修改
Jinhong Song1, Chen Zhang1, Zejian Zheng1
1College of Electronic Information Engineering, Key Laboratory of Brain-like Neuromorphic Devices and Systems Hebei Province, Hebei University, Baoding 071002, PR China.
Journal of colloid and interface science
|February 23, 2024
概括
一层锡氧化物 (SnO2) 层通过改善阳极和Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4) 3 (LAGP) 电解质之间的接口来提高固态电池的稳定性. 这种修改导致离子电池的超级循环性能和高临界电流密度.
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:
- 固态电解质如Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3 (LAGP) 提供了安全优势,但与阳极的接口稳定性不佳.
- 电解质-电极接口的接口电阻和副作用阻碍了固态电池的性能和循环寿命.
研究的目的:
- 为了改善LAGP固体电解质和阳极之间的接口特性,使用氧化 (SnO2) 缓冲层.
- 研究采用SnO2修改接口的固态电池的电化学性能和稳定性.
主要方法:
- 通过LAGP和阳极之间的简单划痕涂层过程来制备一个SnO2层.
- 使用X射线衍射,扫描电子显微镜和X射线光电子谱学对Li/SnO2/LAGP结构的表征.
- 使用Li/SnO2/LAGP/SnO2/Li对称电池和Li/SnO2@LAGP/LiFePO4固态全电池进行电化学评估.
主要成果:
- SnO2层有效地稳定了LAGP和阳极之间的接口.
- 对称电池表现出高临界电流密度为1.8mA cm-2和极好的循环稳定性,在低极化电压下 (0.1V在0.04mA cm-2时,0.8V在1000小时后0.5mA cm-2时).
- 固态全电池在0.1C的200个循环后达到150mAhg-1的排放特定容量,容量保持96% .
结论:
- 在循环过程中,SnO2缓冲层转化为复合层 (Li2O,Sn0,LixSny),有效地抑制有害的副作用反应.
- 修改SnO2显著提高了基于LAGP的固态电池的电化学性能和长期稳定性.
- 这种方法为开发高性能和安全的固态离子电池提供了有前途的战略.
