超稳定的全固态电池的空间充电调节,通过对 argyrodite 电解质的工程
Jingjing Wang1, Linan Jia2, Yibo Du2
1The Soft2D Lab, State Key Laboratory of Synergistic Chem-Bio Synthesis, State Key Laboratory of Metal Matrix Composites, Shanghai Key Laboratory of Electrical Insulation and Thermal Ageing, Department of Polymer Science and Engineering, School of Chemistry and Chemical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China.
我们设计了一种全固态电池的新型电解质,将WO3添加到 argyrodite 中,显著提高了性能和稳定性. 这种电解质方法抑制了空间电荷层的影响,使高能耗和长寿命的电池成为可能.
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:
- 在阴极-电解质接口的空间电荷层 (SCL) 形成是硫化物基全固态电池 (ASSLB) 的一个主要瓶.
- 目前的策略主要集中在修改正极材料上.
- 需要一种新的以电解质为中心的方法来克服SCL的局限性.
研究的目的:
- 通过将WO3纳入 argyrodite来开发一种新的电解质,以提高ASSLB的性能.
- 研究WO3替代对离子导电性和接口性质的影响.
- 通过电解质工程来证明SCL效应的抑制.
主要方法:
- 在Li5.49P0.99W0.01S4.47O0.03Cl1.5 argyrodite电解质中加入WO3.
- 离子导电性和全细胞性能的电化学表征 (LiNi0.92Co0.05Mn0.03O2阴极).
- 机制研究,以了解WO3在调节界面特性和抑制SCL中的作用.
主要成果:
- 在25°C的温度下为O替代的阿尔吉罗酸取得了创纪录的离子导电率13.5mS cm-1.
- 全电池在0.1C下提供217 mAh g-1,并在1000个周期 (1C) 后保持92%的容量.
- 与传统Li5.5PS4.5Cl1.5电解质相比,证明了更好的循环稳定性和容量保留.
结论:
- 在 argyrodite 电解质中 WO3 替代有效地抑制 SCL 效应,通过调整化学潜力和减少界面能量障碍.
- 这种电解质工程策略使高能量密度和超稳定的ASSLBs成为可能.
- 这些发现开辟了设计先进固态电池的新方向.
更多相关视频
11:04Synthesis of Ionic Liquid Based Electrolytes, Assembly of Li-ion Batteries, and Measurements of Performance at High Temperature
Published on: December 20, 2016
11:25Identification and Quantification of Decomposition Mechanisms in Lithium-Ion Batteries; Input to Heat Flow Simulation for Modeling Thermal Runaway
Published on: March 7, 2022
