阿吉罗-6PS5基于Cl/聚合物的高导电复合电解质,用于全固态电池
Faiz Ahmed1, Anna Chen1,2, M Virginia P Altoé3
1Energy Storage and Distributed Resources Division, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, California 94720, United States.
ACS applied energy materials
|March 15, 2024
概括
这项研究引入了一种新的复合物固态电解质,用于更安全的离子电池. 新的LPSCl/聚合物电解质增强了电极接触,并抑制了树的生长,提高了电池的性能和稳定性.
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:
- 使用 argyrodite-LiCl (LPSCl) 电解质的固态电池 (SSB) 是传统离子电池 (LIB) 的替代品.
- 关键的挑战包括由于LPSCl与电极之间的接触较差,阻碍工业采用,导致界面电阻和树增长.
- 开发先进的电解质对于提高SSB安全性和性能至关重要.
研究的目的:
- 开发一种基于LPSCl的复合电解质和一种聚合物,以改善接口接触并抑制树形成.
- 研究球磨机对LPSCl形态及其对复合电解质性质的影响.
- 评估SSB中开发的复合电解质的电化学性能和循环稳定性.
主要方法:
- 制造LPSCl/聚合物复合电解质,使用LPSCl周围的三乙烯糖醇二甲酸盐 (TEGDMA) 在现场聚合.
- 通过球磨来改变LPSCl陶形态和颗粒大小.
- 电化学表征,包括离子导电量测量,金属兼容性测试和SSB配置中的循环性能评估.
主要成果:
- 球磨的LPSCl/聚合物复合电解质在25°C时表现出较高的离子导电率 (2.21×10−4 S/cm) 比接受的对应物 (1.65×10−4 S/cm) 高.
- 这两种复合电解质都表现出极好的Li-金属兼容性和优越的循环稳定性 (1000小时) 与裸体LPSCl电解质 (600小时) 相比.
- 使用经过球磨的LPSCl/聚合物复合电解质的SSB实现了高特异性放电能力 (138 mA h/g) 和Coulombic效率 (99.97%),使用Li-Indium阳极和NMC811阴极.
结论:
- 这种LPSCl/聚合物复合电解质有效地增强了接口接触,并抑制了固态电池中树脂的生长.
- 球磨先处理LPSCl进一步提高了离子导电性和电化学稳定性.
- 开发的复合电解质对开发高性能,更安全的固态电池具有重大前景.
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