在离子电池中使用金属合NASICON/聚合物复合物固体电解质为泰坦阳极
Chien-Te Hsieh1,2, Tzu-Shaing Cho1, Jeng-Kuei Chang3,4,5
1Department of Chemical Engineering and Materials Science, Yuan Ze University, Taoyuan 32003, Taiwan.
Polymers
|May 11, 2024
概括
用金属合的纳西康型固体电解质提高了离子电池的性能. 添加酸酸 (Sn-LATP) 复合体固体电解质显示出高离子导电性和稳定性,用于酸阳极.
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:
- 开发先进的固体电解质对于更安全,更高性能的离子电池至关重要.
- 复合固体电解质 (CSEs) 为结合无机固体电解质和聚合物电解质的好处提供了一个有希望的途径.
- 纳西康类型的材料,如Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3 (LATP),以其高离子导电性而闻名.
研究的目的:
- 为了合成和描述用于复合固体电解质的金属合LATP材料.
- 研究不同金属剂 (Co,Cu,Sn,V,Zr) 对LATP的特性的影响.
- 为了评估CSE的电化学性能,将优化的LATP填充剂纳入具有Li4Ti5O12 (LTO) 阳极的固态离子电池中.
主要方法:
- 修改的sol-gel方法,然后进行热化,用于LATP合成.
- 复合固体电解质 (CSEs) 的制备,使用LATP填充剂,聚乙烯化物-co-hexafluoropropylene (PVDF-HFP) 和二三甲硫) 胺 (LiTFSI).
- 对CSE和固态电池的电化学表征,包括离子导电量测量和循环性能测试.
主要成果:
- 成功合成了金属合LATP材料,其中合剂类型影响Al-Ti替代和离子导电性.
- 含有Sn-LATP的CSE在室温下表现出1.88 × 10−4 S cm−1 的离子导电性.
- 带有Sn-LATP CSE和LTO阳极的固态电池显示出高速率能力 (5°C对0.2°C保持86%的容量) 和出色的循环稳定性 (超过510个循环的99.0%库伦比效率).
结论:
- 兴奋剂优化了LATP中的晶格结构和Li+运输通路,从而提高了离子导电性.
- 开发的Sn-LATP/PVDF-HFP CSE显示了高性能,耐用的固态离子电池的巨大潜力.
- 合金属的LATP是一种可行的策略,可以改善固态电解质的界面特性和电化学性能.
