通过微观结构优化改进批量和界面运输在石榴型固体电解质中,为高性能全固态电池提供微观结构优化
Young-Geun Lee1, Seonghwan Hong1, Bonian Pan1
1Department of Materials Science and Engineering, Carnegie Mellon University, Pittsburgh ,Pennsylvania15213, United States of America.
ACS applied materials & interfaces
|October 28, 2024
概括
这项研究引入了一种新方法,用于使用LiAlO2添加剂生产高质量的石榴石型固态电解质. 这增强了微观结构,改善了离子导电性,并抑制了树的生长,从而使电池更安全.
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:
- 石榴石型Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O7 (LLZTO) 是电池的一个有前途的固态电解质.
- 关键的挑战包括由于孔隙和树生长的接口问题,阻碍了商业化.
研究的目的:
- 开发一种生产高质量的LLZTO与改进的微观结构的方法.
- 为了增强离子导电性和抑制树的透.
主要方法:
- 在LLZTO合成过程中利用LiAlO2 (LAO) 作为化学添加剂.
- 分析了微观结构性质,包括谷粒大小,密度和多孔性.
- 评估了界面电阻和树抑制.
主要成果:
- 实现了更大的颗粒大小 (∼25μm),高相对密度 (∼96%),低孔径 (∼3.7%).
- 在谷物边界区域观察到连续的二次阶段.
- 证明了改进的离子导电性和降低与金属的界面电阻.
- 成功抑制了树的透.
结论:
- LiAlO2添加剂有效地改善了LLZTO的微观结构和性能.
- 增强的LLZTO是更安全,高性能全固态电池的可行候选者.


