夏永姚Angew.: 通过热分解气相沉积非晶碳层来稳定锂/石榴石界面
Yolerz Yolerz 2020-02-12

利用中间层来解决锂/石榴石界面大的面积比电阻(ASR)是一主要策略。与硫化物和卤化物固态电解质(SSE)不同,石榴石型电解质的杨氏模量过高,仅通过高压处理无法获得适用的负极/SSE。熔融锂是解决锂离子电池刚性固相Li /石榴石接触必不可少的过程。然而,Li2CO3和LiOH的疏油层易于在表面上形成,这阻碍了Li+的运输并阻碍了熔融Li的浸润。复旦大学夏永姚课题组通过热分解气相沉积(TVD)在Li6.75La3Zr1.75Ta0.25O12(LLZTO)上合成了无污染表面的碳修饰层。

本文要点

1)改性碳层的存在,能够清洁、保护和改善LLZTO的润湿性,提供石榴石颗粒的无污染表面和良好的空气稳定性。

2)由于低石墨化碳(LGC)的无定形结构,可实现即时锂化,并且Li / LLZTO界面的ASR降低至9 Ω cm2

3)在TVD期间,锂的挥发和Zr4+的还原也是可控的。LGC还提供了Li / LLZTO界面的高电流密度耐力。与高石墨化碳对应物(HGC)相比,LGC改性界面显示出更高的临界电流密度1.2 mA cm-2,以及适度的Li电镀和剥离,从而提供了增强的极化电压稳定性。

4)LGC改性样品的Li电镀和剥离比HGC改性样品更均匀,因此LGC改性的样品实现了更高的临界电流密度(CCD),更稳定的直流(DC)循环和更好的全电池性能。


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Wuliang Feng, et al. Li/Garnet Interface Stabilization by Thermal‐Decomposition Vapor Deposition of an Amorphous Carbon Layer, Angew., 2020

DOI: 10.1002/anie.201915900

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201915900

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