在高性能电池中使用Li6.4La3Zr1.45Ta0.5Mo0.05O12/PEO复合物固体电解质的应用
Chengjun Lin1, Yaoyi Huang2, Dingrong Deng1
1College of Marine Equipment and Mechanical Engineering and Xiamen Key Lab of Marine Corrosion and Smart Protective Materials, Jimei University, Xiamen 361021, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|July 13, 2024
概括
这项研究介绍了一种复合固体电解质,用于更安全的电池. 这种新材料显著提高了离子导电性和稳定性,显示了先进电池应用的巨大潜力.
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:
- 电池中的易燃液体电解质构成安全风险.
- 固体电解质提供了更好的安全性,但往往表现出较低的离子导电性和较差的速率能力.
- 基于聚乙烯氧化物 (PEO) 的固体电解质正在探索其潜力,但需要增强.
研究的目的:
- 为电池开发一种复合固体电解质,具有增强的离子导电性和热稳定性.
- 为了研究将Li6.4La3Zr1.45Ta0.5Mo0.05O12 (LLZTMO) 和Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12 (LLZTO) 填充剂纳入PEO矩阵的效果.
- 为了评估复合体固体电解质在电池全电池中的性能.
主要方法:
- 使用聚乙烯氧化物 (PEO) 作为基质和LLZTMO和LLZTO作为填充剂合成复合固体电解质.
- 在35°C时,复合电解质的热稳定性和离子导电性的表征.
- 使用LiFePO4作为正极的电池全电池的组装和测试.
主要成果:
- 复合固体电解质显示出高温稳定性,最高可达413°C.
- 观察到离子导电性的显著改善:LLZTMO-PEO在35°C时达到2.00 × 10^-4 S·cm^-1,LLZTO-PEO在35°C时达到1.53 × 10^-4 S·cm^-1,与纯PEO (10^-7~10^-6 S·cm^-1) 相比.
- 全细胞表现出极好的速度性能和良好的循环稳定性.
结论:
- 在LLZTMO和LLZTO填充剂中,Ta/Mo联合兴奋剂有效地促进了离子运输能力.
- 开发的复合体固体电解质为更安全和高性能电池提供了对液体电解质有希望的替代品.
- 这些发现凸显了基于PEO的复合固体电解质在实际电池应用中的潜力.
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