完全固态金属电池由软碳-Li3N接口层的现场相位转换而成
Ming Yang1,2, Kaiqi Yang3, Yujing Wu1,4,5,6
1Tianmu Lake Institute of Advanced Energy Storage Technologies, Liyang 213300, Jiangsu, China.
ACS nano
|June 24, 2024
概括
一个新的软碳-Li3N接口层有效地抑制了全固态金属电池 (ASSLMB) 中的树石的生长,使这些高能量密度设备的性能更高,周期寿命更长.
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:
- 树状石的形成是全固态金属电池 (ASSLMB) 的一个主要障碍.
- 现有的接口层往往缺乏足够的离子和电子导电性,阻碍了Li+运输和均沉积.
- 开发稳定和导电的接口对于实际的ASSLMB至关重要.
研究的目的:
- 为ASSLMBs设计一种新的软碳 (SC) -Li3N接口层.
- 为了研究接口层的离子和电子导电特性.
- 用开发的接口评估ASSLMBs的树抑制能力和电化学性能.
主要方法:
- 一个软碳 (SC) -Li3N接口层的制造.
- 在现场化反应形成LiC6和纯相β-Li3N.
- 电化学表征包括容量,电流密度和循环寿命测试.
- 在接口处分析金属沉积行为的分析.
主要成果:
- 该SC-Li3N接口层表现出离子和电子导电性.
- 在现场化将SC转化为LiC6,混合相Li3N转化为β-Li3N,增强离子导电性和稳定性.
- 接口层促进了快速的Li+运输和均的沉积,有效地抑制了树岩的形成.
- 具有SC-Li3N接口的ASSLMB在高电流密度 (7.5mA cm-2) 下实现了高面积容量 (15mA h cm-2) 和长周期寿命 (6000周期).
结论:
- 开发的SC-Li3N接口层通过抑制树突显著提高了ASSLMB性能.
- 接口的双导电性和促进均沉积的能力是其有效性的关键.
- 这种接口层对高能量密度ASSLMB的实际应用具有很大的前景.
