交叉连接的聚胺集成 argyrodite Li6PS5Cl 用于全固态金属电池

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
• 储能 储能 储能 储能 储能 储能

背景情况:

• 树状石的形成是高性能全固态金属电池的主要障碍.
• 在固态电解质中实现稳定的接口对于电池的安全性和寿命至关重要.

研究的目的:

• 开发一种有效的相间工程策略,以抑制树的生长.
• 为了提高Li$_{6}$PS$_{5}$Cl固体电解质的界面稳定性和电化学性能.

主要方法:

• 在Li$_{6}$PS$_{5}$Cl表面上化学定一个交联的聚胺 (负静电电位).
• 修改谷物边界的局部电子结构,以改善电解质粒子接触.
• 制造和测试Li-Li对称细胞和Li-LiNi$_{0.89}$Mn$_{0.055}$Co$_{0.055}$O$_{2}$全细胞.

主要成果:

• 显著抑制了树状石的形成和增强了接口稳定性.
• 提高了Li$_{6}$PS$_{5}$Cl电解质的临界电流密度,从0.4到1.6mA cm$^{-2}$ (提高了四倍).
• 在1C的完整细胞中完成了超过10,000小时的稳定的Li$^{+}$沉积/剥离在对称的细胞中,并在750个周期后保持了超过80%的容量.

结论:

• 通过聚胺固的相间工程是一种可行的策略,可以克服硫化物电解质中的状物问题.
• 这种方法显著提高了固态金属电池的性能和稳定性.
• 通过干燥工艺制造袋式电池的电极来证明商业化潜力.