解开全固态薄膜电池中的LiMn2O4/LiPON接口退化问题
Qiuying Xia1, Xincheng Lei2, Fan Yue3
1School of Materials Science and Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China.
Nano letters
|May 5, 2025
概括
由于接口降解,Spinel氧化 (LMO) 电池在固态电解质中的循环稳定性较差. 这导致容量通过结构损坏和不活跃层形成而色.
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
- 固态电池 固态电池是什么
背景情况:
- 脊柱氧化 (LMO) 是电池的成本效益高的阴极材料.
- 由于溶解,LMO在液态电解质中的寿命有限.
- 预计固态电池可以通过抑制金属溶解来提高LMO的稳定性.
研究的目的:
- 研究LMO在固态电池中的循环稳定性和容量色机制.
- 为了利用氧化/氧化/氧化/ (LMO/LiPON/Li) 固态薄膜电池作为模型系统.
主要方法:
- LMO/LiPON/Li固态薄膜电池的制造和电化学循环.
- 使用先进的表征技术 (隐含) 分析接口特性和降解机制.
主要成果:
- 与液体电解质相比,LMO在固态电解质中显示出明显较差的循环稳定性.
- 固态系统中的容量衰减归因于LMO/LiPON接口的退化.
- 一个界面混乱的LMO层形成后LiPON沉积,阻碍Li+扩散和集中应力.
- 循环诱导介面层演变为不活跃的Mn3O4/Li2O和Mn扩散成LiPON.
- 晶格旋转发生在靠近LMO侧的接口层中,导致结构退化.
结论:
- LMO和LiPON等固体电解质之间的接口对电池性能至关重要.
- 固态电解质本身并不能解决LMO的稳定性问题;接口工程至关重要.
- 了解和减轻界面降解是实现LMO在固态电池中的潜力的关键.


