ACS Energy Letters:新型氯化物固体电解质实现预锂化硅负极的超高负载固态电池 2023年10月5日 下午2:26 • 头条, 干货, 顶刊 • 阅读 45 硅具有超过3500 mAh g−1的高比容量,并且相对于Li+/Li表现出约0.3V的低电化学电势。但是,由于常用的Li6PS5Cl固态电解质和锂化Si之间的高反应性,会消耗负极中的锂并导致低放电容量(即负极利用率差和首次循环库仑效率低)。 在此,阿贡国家实验室Nazar教授、Jürgen Janek教授等人报道了两种新的氯化物固体电解质——Li3−xZrxHo1−xCl6 和 Li3−xZrxLu1−xCl6,该电解质具有~1.8 mS cm−1 的高离子电导率和~0.34 eV 的低活化能。 本工作还利用高分辨率中子衍射和X射线衍射确定了 Zr4+ 取代后三角晶系 (Li3HoCl6) 到斜方晶系-II (Li2.4Zr0.6Ho0.4Cl6) 的相变以及斜方晶系 I Li3LuCl6 到斜方晶系 II Li2.4Zr0.6Lu0.4Cl6 的局部结构重排变化。 图1. 不同电解质的中子衍射图和相应的 Rietveld 精修 结果表明,采用 Li2.6Zr0.4(Ho/Lu)0.6Cl6 固体电解质和 NCM85 正极的全固态电池,在高达 4.6 V (与 Li+ /Li 相比)的电压下表现出稳定的循环,甚至在高达 4.8 V 的电压下也能保持稳定。 通过 TOF-SIMS 分析确定NCM85/氯化物界面在不同截止电位下以不同速率降解,但随着循环稳定形成了稳定的正极界面相以防止电解质进一步降解。 与 Si 相比,具有预锂化 Li0.7Si 负极的固态电池具有显着提高的初始库伦效率(94.5%)和高达 16.3 mAh·cm−2的高面积容量。与Si相比,Li0.7Si的使用显着提高了初始库仑效率和负极利用率。 因此,预锂化硅负极也可普遍应用于其他系统如全固态Li2S电池。 总之,该工作为高压全固态全电池的发展提供了重要指导。 图2. Li0.7Si//Li2.6Zr0.4(Ho/Lu)0.6Cl6// NCM85的电池性能 Li3–xZrx(Ho/Lu)1–xCl6 Solid Electrolytes Enable Ultrahigh-Loading Solid-State Batteries with a Prelithiated Si Anode, ACS Energy Letters 2023 DOI: 10.1021/acsenergylett.3c00763 原创文章,作者:科研小搬砖,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/05/7403fb8523/ 电池 赞 (0) 0 生成海报 微信扫码分享 相关推荐 支春义Angew:金属有机聚合物分子工程促进硝酸盐电还原制NH3和锌-硝酸盐电池 2023年10月23日 中科大吴宇恩团队,最新ACS Nano! 2024年4月20日 实验室最惊险的瞬间:失恋的师弟酒后“捣毁”课题组数据,导师成了受害者…… 2023年12月8日 首提!材料自适应光致变色!电子科大,最新Science子刊! 2024年11月11日 Acc. Mater. Res.综述: 可解释机器学习在材料科学和化学中的应用 2023年10月7日 【小技巧】ChemDraw如何快速画出化合物结构式? 2023年11月21日