密集的Li₇La₃Zr₂O₁₂膜的超快速烧结用于金属全固态电池的膜

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:

• 固态电解质 (SSEs) 对于推进离子电池至关重要.
• 中氧化 (LLZO) 是一个有前途的SSE材料.
• 目前的制造方法通常会产生不适合商业应用的厚颗粒.

研究的目的:

• 为了展示超快速烧结 (UFS) 用于制造薄而密集的LLZO SSE膜.
• 描述UFS期间的结构和化学演变.
• 为了评估UFS衍生LLZO膜在电池电池中的电化学性能.

主要方法:

• 在LLZO的超快速烧结 (UFS).
• 在现场同步子X射线衍射.
• 热重力测量分析-质谱学 (TGA-MS).
• 射线光电子谱学 (XPS).X射线光电子谱学.
• 制造Li/LLZO/Li对称细胞和全细胞.

主要成果:

• 成功地使用UFS制造了独立的,密集的,45微米厚的LLZO膜.
• 在UFS过程中特征化化学和结构演变.
• 在Li/LLZO/Li电池中实现了12.5 mA cm-2的高临界电流密度.
• 在250个周期内以1 mA cm−2的速度稳定循环,面积容量极限为1 mAh cm−2.2.
• 在使用火类型的铁 (III) 氧化阴极的全细胞中评估性能.

结论:

• 超快速烧结对于生产薄而密集的LLZO SSE膜是有效的.
• 这些膜对固态电池具有出色的电化学性能.
• 该UFS方法促进了基于石榴石的固态电池的商业化.