天大杨永安AM:LaCl3 基电解质增强 Li6PS5Cl 基固态电池 2024年3月22日 下午8:38 • z, 顶刊 • 阅读 22 Li6PS5Cl(LPSC)是一种非常有吸引力的硫化物固体电解质(SSE),用于开发高性能全固态锂电池(ASSLB)。然而,它无法抑制锂枝晶的生长,在短路之前只能承受很小的临界电流密度(CCD)。 在此,天津大学杨永安团队借鉴新近开发的LaCl3基电解质(LTLC)可以承受极大CCD的特点,在LPSC中插入LTLC,设计了三明治结构的电解质。结果显示,与普通LPSC相比,该混合电解质LPSC/LTLC/LPSC表现出了显著的性能提升:CCD从0.51 mA/cm2增加到1.52 mA/cm2,对称电池中循环电流为0.5 mA/cm2时,寿命从7 h延长到>500 h,在Li|LPSC/LTLC/LPSC|NCM721全电池中,循环倍率为0.5 C时,循环次数从10次延长到>200次。其增强的原因是LTLC具有清除锂枝晶的能力,形成了一个由Ta、La和LiCl组成的钝化层。 图1. 不同堆积压力下电解质与锂金属的相容性研究 总之,该工作报道了一种新方法来提高LPSC电解质的性能,即通过结合卤化物电解质LTLC,形成了一种三层混合电解质LPSC/LTLC/LPSC,即两层厚的LPSC中间插入一层薄的LTLC。虽然这两种电解质可以相互反应形成钝化层,但它们在界面的相互作用是自限的,并在老化后变得稳定。由于LTLC在锂的还原作用下可以生成Ta、La和LiCl清除锂枝晶,因此LPSC/LTLC/LPSC的电池性能相对于LPSC有了很大的提高。 在锂/电解质/锂对称电池中,循环电流密度为0.5 mA/cm2时的循环寿命提高了70倍,在循环电流密度为0.2 mA/cm2时提高了8.3倍。在Li|电解质|NCM721全电池中,循环稳定性在0.5 C下提高了20倍,并且倍率性能也可以达到2 C。因此,该工作为LPSC电解质的发展提供了新的思路。 图2. LPSC/LTLC/LPSC及LPSC在Li /电解质/ NCM721全电池中的性能研究 Performance Enhancement of the Li6PS5Cl-Based Solid-State Batteries by Scavenging Lithium Dendrites with LaCl3-Based Electrolyte, Advanced Materials 2024 DOI: 10.1002/adma.202310356 原创文章,作者:Jenny(小琦),如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2024/03/22/27769ec344/ 电池顶刊 赞 (0) 0 生成海报 相关推荐 南航张校刚EnSM:盐包水电解液的设计策略与研究进展 2023年10月16日 清华大学周树云教授,魔角石墨烯重磅Nature Materials! 2024年4月25日 林欣蓉/陈茂ACS Energy Lett.:主链氟化固态聚合物电解质同时稳定锂负极和高压正极 2023年10月12日 川大郭孝东/吴振国AFM:高强度核、高孔隙率壳的核壳梯度多孔硅负极 2023年10月11日 MOF鼻祖Yaghi又发Science! 2023年10月14日 北理陈人杰/李丽AEM:石墨烯/碳纳米管气凝胶主体实现快充锂金属电池 2023年10月15日