崔光磊/Malachi Noked/马君AEM:高压硫化物固态电解质

崔光磊/Malachi Noked/马君AEM:高压硫化物固态电解质
高压全固态锂电池(HVASSLB)由于其理论上的高能量密度和安全性,被认为是便携式电子产品和电动汽车的发展方向。然而,硫化物固体电解质(SES)的电化学稳定性有限,阻碍了HVASSLB的实现,导致相间动力学缓慢。
近日,中国科学院青岛生物能源与生物工艺技术研究所崔光磊(通讯作者),马君(通讯作者)和宜兰大学Malachi Noked(通讯作者)等人在材料研究顶级期刊Adv. Energy Mater.上发表了题为”Bidirectionally Compatible Buffering Layer Enables Highly Stable and Conductive Interface for 4.5 V Sulfide-Based All-Solid-State Lithium Batteries”的研究性论文。
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双向兼容缓冲层设计示意图
作者提出了一种双向兼容的缓冲层设计方案,以克服硫化基HVASSLB的界面挑战。根据第一性原理计算和各种原位/非原位表征的结果,发现NASICON型LixZr2(PO4)3与4.5 V LiCoO2和Li6PS5Cl都表现出很好的相容性。这种相容性显著抑制了界面反应性,促进了界面锂离子的传输。
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固态电解质结构表征
因此,4.5 V硫化基HVASSLB可以显著提高首次放电容量(143.3比125.9 mAh·g−1)、容量保持率(100次循环后容量保持率为95.53%)。这项工作揭示了高速率硫化HVASSLB的广阔前景,为合理设计高性能硫化HVASSLB的界面和相间化学结构迈出了重要的一步。
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原位拉曼分析
Bidirectionally Compatible Buffering Layer Enables Highly Stable and Conductive Interface for 4.5 V Sulfide-Based All-Solid-State Lithium Batteries (Adv. Energy Mater., 2021, DOI: 10.1002/aenm.202100881)

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