高性能板式硫化物全固态电池,通过双功能的Li4.4Si合金修饰的纳米阳极实现
Shenghao Jing1, Yang Lu1, Yuting Huang2
1School of Metallurgy and Environment, Central South University, Changsha, 410083, China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|August 27, 2024
概括
这项研究开发了一种全固态电池的新型双功能改性纳米阳极. 这一创新显著提高了硫化物ASSB的循环稳定性和能量密度,从而实现了可扩展的应用.
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:
- 基于的阳极对于全固态电池 (ASSB) 的高能量密度至关重要.
- 纳米 (nSi) 适用于硫化物ASSB,但其容量迅速降低.
- 稳定nSi阳极结构和提高离子导电性是关键的挑战.
研究的目的:
- 为板式硫化物ASSB开发稳定高性能阳极.
- 为了提高nSi阳极的循环稳定性和能量密度.
- 为了实现可扩展的制造先进的ASSBs.
主要方法:
- 制造双功能Li4.4Si修饰的nSi阳极板. 制造双功能Li4.4Si修饰的nSi阳极板.
- 使用Li4.4Si修饰的nSi阳极,Li6PS5Cl (LPSC) 膜和NCM811阴极组装板式ASSB.
- 电化学测试,包括循环稳定性和能量密度测量.
主要成果:
- 经过Li4.4Si修改的nSi阳极表现出良好的结构稳定性,并提供了额外的Li+.
- 在0.5°C的100个周期后,ASSB实现了96.16%的容量保留,并在400个周期内保持稳定.
- 在5.22 mAh cm-2.2的高负载下,实现了303.9 Wh kg-1的细胞水平能量密度.
结论:
- 双功能Li4.4Si修改有效地解决了硫化物ASSB中nSi阳极的容量退化问题.
- 开发的阳极材料和制造工艺对可扩展,高性能ASSB应用有希望.
- 这项工作代表了使用电解质膜的室温硫化物ASSB的重大进步.


