温兆银/靳俊Small Methods：石榴石型锂金属电池无枝晶循环2000小时！

固态锂金属电池（SSLMBs）由于其高安全性和高能量密度，作为有前景的下一代技术之一，越来越受到关注。然而，它们的实际应用受到锂枝晶在固态电解质（SSE）中生长和传播的阻碍。

中国科学院上海硅酸盐研究所温兆银、靳俊等成功地展示了一种新颖而简单的策略，用于制备固态电池的高性能复合电解质。

图1 材料制备及表征

具体而言，通过Li_6.5La₃Zr_1.5Ta_0.5O₁₂（LLZT）和Li₂TiO₃（LTO）之间的反应，构建了一种LaTiO₃修饰的基于LLZT的电解质，获得了卓越的枝晶抑制能力。LTO的第二相和形成的Li₂ZrO₃可抑制异常的晶粒生长。LLZT-LTO的属性可归因于LaTiO₃在晶界的存在，i）在整个电解质中提供了一个均匀的Liflux路径；ii）弥合了相邻的晶粒，增强了断裂强度；iii）降低了电子传导性，进一步抑制了锂枝晶在电解质中的传播。

图2 对称电池性能

受益于这些特性，制备的LLZT-4LTO复合电解质在对称电池中提供了长期的循环稳定性（在25℃下0.3 mA cm^-2的条件下循环2000小时，在60℃下1.0 mA cm^-2的条件下循环400小时），在25℃下实现了1.8 mA cm-2的临界电流密度。

此外，LLZT-4LTO也显示出显著的全电池性能，在0.2C下循环200次后获得149.3 mAh g^-1的高比容量和良好的倍率性能。因此，作者认为LTO辅助电解质烧结方法可以为高效抑制锂枝晶的高性能SSE的制备提供启示，从而促进实用SSLMBs的实现。

图3 全电池性能

Grain Boundary Engineering Enabled High-Performance Garnet-Type Electrolyte for Lithium Dendrite Free Lithium Metal Batteries. Small Methods 2022. DOI: 10.1002/smtd.202200667

原创文章，作者：v-suan，如若转载，请注明来源华算科技，注明出处：https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/08/d742319c4c/

温兆银/靳俊Small Methods：石榴石型锂金属电池无枝晶循环2000小时！

相关推荐