整合预化和接口保护,以实现高能全固态电池
Xiangqun Xu1,2, Shiyong Chu1,2, Sheng Xu1,2
1College of Engineering and Applied Sciences, Jiangsu Key Laboratory of Artificial Functional Materials, National Laboratory of Solid State Microstructures, Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, and Frontiers Science, Center for Critical Earth Material Cycling, Nanjing University, Nanjing, 210023, China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|October 12, 2024
概括
在丰富的阴极上采用了新的Li$_{5}$FeO_{4}$ (LFO) 涂层,以无阳极增强全固态电池 (ASSB). 这种保护层提高了循环寿命和能量密度,以实现更安全,高性能的能量存储.
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:
- 带有无阳极的全固态电池 (ASSB) 提供高安全性和高能量密度.
- 由于缺乏库存,无阳极ASSB的化学机械降解限制了循环寿命.
- 富含的分层氧化物是有前途的阴极,但易受硫化物固态电解质 (SSEs) 的降解.
研究的目的:
- 为无阳极ASSB中富含Ni的阴极开发一种保护性涂层.
- 为了减轻由丰富的阴极和SSEs之间的相互作用引起的降解问题.
- 为了提高无阳极ASSB的循环寿命和能量密度.
主要方法:
- 用 Li$_{5}$ FeO_{4}$ (LFO) 作为预化剂涂层富含 Ni 的分层氧化物阴极.
- 使用LFO涂层的阴极和硫化物SSE制造无阳极ASSB.
- 评估电化学性能,包括可逆容量,容量保留和能量密度.
主要成果:
- 这种LFO涂层有效地保护富含Ni的阴极与SSE不发生反应.
- 可逆容量从174.7增加到199.7 mAh g$^{-1}$,容量保留从33.8%提高到84.8%,经过100个周期.
- 在一个无阳极全固态袋式电池中,实现了440Wh kg$^{-1}$的超高能量密度.
结论:
- 用LFO涂层的阴极显著提高了无阳极ASSB的稳定性和性能.
- 保护性LFO层成功地防止了阴极结构降解和SSE分解.
- 这种方法为开发高能耗和持久的无阳极ASSB提供了可行的策略.
