一个功能性空气稳定的Li9.8GeP1.7Sb0.3S11.8I0.2高级导体,用于高性能全固态电池
Cailing Fan1, Muhammad Khurram Tufail2,3, Chaoyuan Zeng1
1School of Chemistry and Chemical Engineering, Key Laboratory of Ministry of Education for Advanced Materials in Tropical Island Resources, Collaborative Innovation Center of Ecological Civilization, Hainan University, No 58, Renmin Avenue, Haikou 570228, China.
这项研究引入了一种新的固态电解质,LGPSSI,具有高离子导电性和改善的空气稳定性. 它在离子电池中表现出色,减少有毒气体的演变并提高循环寿命.
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
- 固态化学 固态化学
背景情况:
- 硫化物固态电解质 (SSEs) 具有高离子导电性,但受到湿度敏感性的影响.
- 这种不稳定性导致性能下降和固态电池的处理复杂性增加.
- 开发空气稳定的SSE对于推进下一代离子电池至关重要.
研究的目的:
- 设计和合成一种具有增强离子导电性的新型,空气稳定的固态电解质.
- 调查负责提高稳定性的结构和化学变化.
- 评估全固态离子电池中新电解质的电化学性能.
主要方法:
- 基于硬和软酸和 (HSAB) 理论的Li9.8GeP1.7Sb0.3S11.8I0.2 (LGPSSI) 的合成.
- 使用拉曼光谱和X射线光电子光谱 (XPS) 进行了表征.
- 电化学测试离子导电性,激活能量和全细胞性能 (NCA//Li-In).
主要成果:
- LGPSSI具有6.6mS cm-1的高Li+导电性和较低的激活能量 (20.33kJ mol-1).
- 该材料显示出优越的空气稳定性,与原始LGPS相比,H2S演变明显减少.
- 完整电池具有较高的初始放电容量 (209.1 mAh g-1) 和出色的循环稳定性 (92.64%在100个循环内保持).
结论:
- 战略性结合Sb和I提高了硫化物SSEs的空气稳定性和离子导电性.
- LGPSSI是安全和高性能全固态离子电池的有希望的候选者.
- 这些发现强调了HSAB理论在设计稳定和导电的固体电解质方面的有效性.
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