在现场的谷物边界工程使得超长的稳定循环,基于石榴石的固态电解质
Zichang You1,2, Chujun Zheng1,2, Jiaxin Wu1,2
1State Key Lab High Performance Ceram and Superfine Microstructure Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200050, P. R. China.
Nano letters
|March 20, 2025
概括
固态金属电池看起来很有前途,但树岩的生长是一个挑战. 一个新的谷物边界修改策略有效地抑制树突,使稳定,高性能电池.
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:
- 固态金属电池 (SSLMB) 提供了更高的安全性和能量密度.
- 在固体电解质中树脂的生长仍然是SSLMB应用的关键障碍.
研究的目的:
- 开发一种现场谷物边界 (GB) 修改策略,以抑制固体电解质中的树生长.
- 为了提高固态金属电池的性能和安全性.
主要方法:
- 在使用LiTaO3 (LTO) 的Ta-doped石榴石电解质中实地修改颗粒边界.
- 在粒边界形成一个伪晶体Li3TaO4/Zr3O (LZT) 阶段.
- 改性电解质的电子导电性,机械性质和电化学性能的表征.
主要成果:
- 在GBs的LZT阶段,电子导电率降低到8.58 × 10^-9 S cm^-1.
- 经过修改的电解质表现出增强的GB粘合和断裂性,有效地抑制了树岩的形成.
- 对称的电池显示出高临界电流密度2.2 mA cm^-2和稳定的循环运行12000小时.
结论:
- 使用 LTO 的 in situ GB 修改策略有效地抑制了 SSLMB 中的树生长.
- 开发的2LTaO改性电解质表现出卓越的电化学稳定性和机械完整性.
- 这种方法为推进高性能固态金属电池提供了一个有希望的途径.
