可重复使用的MOF型固体电解质的合相间工程,用于超稳定的金属阳极
Wen-Qing Wang1,2, Xiang Li1,2, Zheshuai Lin1,2
1Technical Institute of Physics and Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100190, China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|December 13, 2025
概括
这项研究引入了一种新的复合材料分离器,用于使用Ag-MOF和LATP的高能电池. 复合材料通过防止离子降解来增强电池的稳定性和循环寿命,显示出出色的可重复使用性.
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:
- 固态无机离子导体可以提高电池的性能,但由于金属的减少而受损.
- 电解质中的高价值金属离子,如Li13Al03Ti17(PO4) 3 (LATP),在电池循环过程中容易减少.
- 在高能量密度电池中改善接口接触和离子导电性仍然是一个关键的挑战.
研究的目的:
- 为了研究无机固态电解质的使用,特别是金属阳极的Ag-MOF复合的Li13Al03Ti17(PO4) (LATP).
- 为了评估离子电池中复合分离器的电化学性能和循环稳定性.
- 了解Ag-MOF组件所提供的稳定性改善背后的机制.
主要方法:
- 复合材料分离器的制造,具有特定的Ag-MOF:LATP质量比 (8:92).
- 组装和测试Li或Li的对称电池,以评估循环稳定性.
- 将复合材料分离器集成到NCM811红色白色Li电池中,以在各种循环速率 (0.5C和5C) 下进行性能评估.
- 对拆卸的复合材料分离器进行重复使用的分析.
主要成果:
- 复合分离器 (8:92 Ag-MOF:LATP) 在0.5 mA cm-2的电压下,在Li 的对称细胞中表现出稳定的循环运行超过1200小时.
- 配有复合分离器的NCM811玉米电池在0.5C的300个循环后实现了70.9%的容量保留,在5C的500个循环后达到76.1%.
- Ag-MOF成分形成了Ag-Li合金,抑制了Ti4+的减少并增强了稳定性.
- 复合材料分离器表现出显著的可重复使用性,即使在初始电池循环后,在5C的500个循环后也保持了超过70%的容量保留.
结论:
- Ag-MOF:LATP复合材料分离器有效地提高了高能量密度电池的循环稳定性和寿命.
- 形成Ag-Li合金对于防止电解质降解和改善界面稳定性至关重要.
- 复合材料分离器的证明可重复使用性为实现更可持续和更具成本效益的电池技术提供了有希望的途径.
