硫化物固体电解质膜的相位过渡促进的界面固定,用于高性能全固态电池
Zhengkang Su1, Qinzhe Zhou2, Junhong Jin1
1State Key Laboratory for Modification of Chemical Fibers and Polymer Materials, College of Materials Science and Engineering, Donghua University, Shanghai, 201620, P. R. China.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|October 22, 2024
概括
一个新的"固态到液态"相位过渡策略为固态电池创造了灵活的硫化物电解质. 这种方法增强了离子传输和接口稳定性,大大延长了电池的寿命,并使更安全,高能量密度的设备成为可能.
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
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 无溶剂制造对于可扩展,高性能硫化物电解质全固态电池 (ASSLBs) 是必不可少的.
- 现有的硫化物电解质由于聚合物结合剂中的颗粒分散问题,经常表现出脆性和差的界面稳定性.
- 实现高效的离子传输和稳定的接口仍然是ASSLB发展的关键挑战.
研究的目的:
- 开发一种灵活而稳定的硫化物电解质,用于ASSLB,使用一种新的制造策略.
- 为了提高Li6PS5Cl (LPSCl) 电解质的离子导电性和接口特性.
- 为了证明具有增强能量密度的无石ASSLB的潜力.
主要方法:
- 采用"固态到液态"相位过渡策略来制造柔性Li6PS5Cl (LPSCl) 电解质.
- 使用具有相变特性的聚烯酸 (PCL) 基结合剂 (PLI) 来填补空隙,并通过离子双极相互作用将其移植到LPSCl颗粒上.
- 制造具有高离子导电性和电子绝缘性的薄 (80微米) 电解质膜.
主要成果:
- 灵活的LPSCl电解质膜实现了8.5 × 10−4 S cm−1.4的高离子导电性.
- 与原始LPSCl电解质相比,对称和全细胞的循环寿命显著改善 (分别是10倍和2.5倍长).
- PLI粘合剂确保了电解质和阳极之间的良好的界面稳定性,促进了离子运输.
结论:
- 通过"固体到液体"相位过渡策略,成功地为ASSLBs生产了灵活和稳定的硫化物电解质.
- 开发的电解质表现出增强的离子导电性和接口特性,从而提高了电池的性能和寿命.
- 这种多功能策略,可以扩展到其他结合剂,如EVA,为实现高能量密度,无树的ASSLB提供了一个有希望的途径.
