对Li7La3Zr2O12的表面处理,使金属电池应用的固体复合电解质成为可能
Ignacio Cuevas1, Kenza Elbouazzaoui1, Mario Valvo1
1Department of Chemistry - Ångström Laboratory, Uppsala University, Box 538, SE-751 21, Uppsala, Sweden.
ChemSusChem
|September 12, 2024
概括
兰氧化 (LLZO) 陶填充剂的处理改善了固体聚合物电解质. 这提高了全固态金属电池的离子导电性和电池性能.
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:
- 中氧化 (LLZO) 是固体电解质的有前途的陶填充剂.
- 在LLZO上的表面碳酸盐 (Li2CO3) 阻碍了复合聚合物电解质中的离子运输.
- 这限制了全固态金属电池的性能.
研究的目的:
- 为了提高LLZO粒子和聚合物电解质之间的接口兼容性.
- 提高复合聚合物电解质 (CPE) 的离子导电性和电化学稳定性.
- 为了研究LLZO表面修改对电池性能的影响.
主要方法:
- 通过浸泡在酸溶液中,LLZO颗粒进行了表面处理.
- 用处理的LLZO被作为填充剂 (20%重量) 加入到PEO:LiTFSI聚合物电解质矩阵中.
- 测量了电化学性质 (离子导电性,转移数).
- 使用Li//LiFePO4电池配置来评估电池性能.
主要成果:
- 酸处理改变了LLZO表面的化学成分,减少了有害的Li2CO3.
- 处理LLZO的CEP的离子导电性和阴离子转移数显著增加.
- 修改后的复合电解质在Li//LiFePO4细胞中显示出更好的循环性能和稳定性.
结论:
- 通过酸处理对LLZO颗粒的表面工程是一种有效的策略,可以增强固体聚合物电解质.
- 这种方法减轻了界面阻力,并改善了离子传输.
- 用处理的LLZO复合电解质显示了先进的全固态金属电池的潜力.
