在完全固态电池中使用X射线CTCT的复合电极的内部观察
Yusuke Morino1, Kentaro Takase1, Aiko Kanazawa1
1Murata Manufacturing Co., Ltd., 1-10-1 Higashikotari, Nagaokakyo-shi, Kyoto 617-8555, Japan.
ACS applied materials & interfaces
|April 12, 2025
概括
全固态电池中的阳极看起来很有前途,但由于体积变化而面临挑战. 这项研究揭示了在机械约束下充电和放电时明显的裂和空隙形成,为改善电池性能提供了见解.
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
- 电池技术 电池技术
背景情况:
- 阳极为下一代电池提供了高的理论容量.
- 循环过程中的体积膨胀/收缩会导致粒子裂,并与固体电解质失去接触.
- 机械约束对于全固态电池中阳极的稳定运行至关重要.
研究的目的:
- 在电池运行期间在机械约束下研究/固体电解质复合阳极的纳米结构演变.
- 了解全固态电池中阳极的故障机制.
- 为提高基于的全固态电池的性能和稳定性提供见解.
主要方法:
- 用和Li6PS5Cl复合阳极制造一个全固态电池.
- 在有限的电荷-放电条件下进行现场计算机断层扫描 (CT) 测量.
- 在电池循环过程中分析纳米级内部结构变化.
主要成果:
- 在充电和放电过程中观察到不同的裂纹模式.
- 在充电过程中发现了裂和重新连接现象.
- 在放电过程中揭示了异型空洞形成.
- 证明了机械约束在影响故障机制方面的重要性.
结论:
- 在机械约束下了解现场结构变化对于全固态电池的阳极开发至关重要.
- 充电 (裂/重新连接) 和放电 (空隙形成) 的不同故障模式需要定制的策略.
- 这项研究为设计更强大的阳极为先进的储能应用提供了基础.
