基于石榴石的固体Li-金属电池可在高外部压力下运行,具有HCOOH诱导的电子阻塞和基性中间层
Haoyu Zhao1, Mingjie Du1, Haoran Mo1
1State Key Laboratory of Materials-Oriented Chemical Engineering, College of Chemical Engineering, Nanjing Tech University, Nanjing 211816, China.
ACS applied materials & interfaces
|August 15, 2024
概括
甲酸处理会在石榴石固体电解质上形成一个阻断电子的层,从而提高金属电池的性能. 这种环保的方法提高了稳定性,并减少了接口电阻,使更安全,更持久的电池.
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:
- 石榴石固体电解质与金属具有良好的兼容性.
- 挑战包括电子攻击诱导的穿透和高界面电阻.
研究的目的:
- 开发一种环保方法来增强石榴石固体电解质.
- 为了改善金属电池的接口特性.
主要方法:
- 使用酸 (HCOOH) 创建了一个电子阻断和性中间层.
- 在LLZTO上利用了表面Li2CO3污染的自发反应.
- 使用一种挥发性,可回收的小分子有机酸.
主要成果:
- 实现了低接口阻抗 (3 Ω cm2) 和高临界电流密度 (1.7 mA cm-2).
- 在0.2 mA cm-2.2下,经过1000多小时的稳定循环.
- 在0.3 mA cm-2.2的压力下 (2 MPa) 启用了稳定的涂/剥离.
- 在500个循环后,LiFePO4//LLZTO电池保持了88.5%的容量.
结论:
- 酸处理是一种有效的,环保的策略,用于在石榴石固体电解质中进行界面工程.
- 这种方法显著提高了固体金属电池的性能和稳定性.


