用于电池的聚烯酸涂层LLZTO固态电解质的无溶剂方法
Xuehan Wang1, Kaiqi Zhang1, Huilin Shen1
1Engineering Research Center of Special Engineering Plastics, Ministry of Education, National and Local Joint Engineering Laboratory for Synthetic Technology of High Performance Polymer, College of Chemistry, Jilin University, Qianjin Street 2699, Changchun 130012, China.
Molecules (Basel, Switzerland)
|September 28, 2024
概括
研究人员开发了一种新型的固态电解质,使用涂有聚烯二的石榴石型,,,氧化 (PAN@LLZTO). 这种材料可以实现自支,无化电解质,用于更安全,更具成本效益的金属电池.
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:
- 石榴型固态电解质 (SSEs),如Li$_{6.4}$La$_{3}$Zr$_{1.4}$Ta$_{0.6}$O$_{12}$ (LLZTO),提供高稳定性,但由于颗粒边界而受到有限的离子导电性影响.
- 提高LLZTO性能需要高温烧结,但它会导致易碎的电解质,在制造过程中容易破裂.
- 开发无烧结的SSE对于高效和可扩展的先进能源存储设备的生产至关重要.
研究的目的:
- 开发一种新的,无溶剂的固态电解质,基于用聚烯二 (PAN) 涂覆的LLZTO颗粒.
- 为了研究PAN涂层LLZTO (PAN@LLZTO) 材料的自承载特性和离子导电性.
- 为了评估金属电池的性能,使用PAN@LLZTO电解质.
主要方法:
- 聚烯二 (PAN) 涂层LLZTO颗粒 (PAN@LLZTO) 的无溶剂合成.
- 关于 PAN@LLZTO 自承载性和离子导电性的表征.
- 一个金属电池的制造和测试,其中PAN@LLZTO作为固态电解质,LiFePO$_{4}$作为阴极.
主要成果:
- PAN@LLZTO电解质具有自我支的特性,不需要高温烧结.
- 均的PAN涂层促进了高效的Li$^{+}$运输,达到高达2.11 × 10$^{-3}$ S cm$^{-1}$的离子导电性.
- 一个金属电池在0.1°C时表现出169mAh的特异性放电容量,显示出与的绝佳界面兼容性.
结论:
- 有机聚合物涂层的LLZTO战略使室温,无烧结固体电解质的绿色制造成为可能.
- 这种方法提供了显著的成本效益和可扩展生产更安全的固态电池的潜力.
- PAN@LLZTO为传统易碎的固态电解质提供了一个有希望的替代品,为先进的储能解决方案铺平了道路.
