SnF₂-为高速率 PEO 基全固态电池提供催化式化-化梯度接口.

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:

• 基于聚乙烯氧化物 (PEO) 的全固态金属电池 (ASSLMB) 面临着树状物生长和低离子传输在高速率的挑战.
• 低于最佳的界面化学和动力学阻碍了ASSLMB的循环稳定性和性能.

研究的目的:

• 为高速 ASSLMBs 开发稳定高效的固体电解质介相 (SEI).
• 为了研究性-性梯度SEI在抑制树突成长和增强Li+运输中的作用.
• 提高ASSLMB的整体性能和安全性.

主要方法:

• 在现场形成一个SnF2催化性-性梯度SEI (SCG-SEI),由Li$_{x}$Sn$_{y}$/LiF-Li$_{2}$O组成.
• 描述SEI层的结构,组成和特性.
• 在各种条件下对称细胞和全细胞 (LiFePO4和LiNi8阴极) 的电化学测试.

主要成果:

• SCG-SEI 具有 LiF-Li$_{2}$O 丰富的上层用于离子导电性和 Li$_{x}$Sn$_{y}$ 合金层,以减少核化过量的潜力并促进电子运输.
• 对称细胞的寿命和临界电流密度分别提高了46.7倍和3.5倍以上.
• 在基于LiFePO$_{4}$的ASSLMB中在5°C时保持80.0%的容量,并且在100°C时表现出色的性能/安全性.

结论:

• 开发的性-性渐变界面化学是高速率和安全的ASSLMBs的关键.
• 该SCG-SEI有效地减轻了树突的生长,并增强了Li+动力学,为实际应用铺平了道路.
• 这一战略为设计下一代固态电池提供了一个有前途的方法.