通过在现场建造的Li6.75La3Zr1.75Ta0.25O12混合缓冲层,用于固态金属电池
Lei Zhai1, Jinhuan Wang1, Xiaoyu Zhang1
1School of Environment and Material Engineering, Yantai University Yantai 264005 Shandong China jianchaoabc@163.com.
Chemical science
|May 17, 2024
概括
研究人员开发了一种新的缓冲层,用于石榴石类型的固态金属电池. 这种接口修改显著降低了接口阻抗,提高了电池性能和下一代储能安全性.
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:
- 石榴石型固态金属电池 (SSLMB) 提供高能量密度和安全性.
- 6.75La3Zr1.75Ta0.25O12 (LLZTO) 的电恐惧导致高接口阻抗,阻碍了SSLMB的发展.
研究的目的:
- 为了解决石榴石类型SSLMBs中的电恐惧问题.
- 开发一个实用的界面修改策略,以提高电池性能.
主要方法:
- 使用金属与ZnI2膜的现场反应,创建了一个LiI/ZnLi混合离子/电子导电缓冲层.
- 电化学阻抗光谱法用于测量界面电阻.
- 组装了对称的电池和完整的电池,以评估电池性能.
主要成果:
- LiI/ZnLi缓冲层大大降低了接口阻抗,从1173.4 Ω cm2降至10.3 Ω cm2.
- 临界电流密度达到了2.3 mA cm-2.
- 对称细胞表现出长周期寿命 (2000小时在0.1 mA cm-2,800小时在1.0 mA cm-2).
- 带有LiFePO4阴极的全细胞在200个循环后表现出143.9mAhg-1的容量,低容量衰变 (每周期0.021%).
结论:
- LiI/ZnLi缓冲层有效地减轻了花状SSLMB中的接口问题.
- 这种简单而实用的策略显著提高了固态金属电池的性能和循环寿命.
- 这些发现为商业化更安全和高性能SSLMB铺平了道路.


