有鉴于此,马里兰大学胡良兵教授报道了通过原位NDP测量和实时电压监控系统揭示了石榴石型固态电池的可逆短路行为。该行为不同于液体电池中的短路行为。
文章要点
1)研究人员设计了NMC//CNT/石榴石/锂电池的实时锂积累监测系统,以揭示锂枝晶的形成机理。充电过程中CNT监测电极的电压降表明在石榴石内部形成了锂枝晶,而放电过程中的平滑电压曲线表明短路现象已消失。
2)研究表明,由于石榴石SSEs的导电性,富锂相会沉积在石榴石电解质中并渗透其中,从而在充电过程中形成导电路径。当电池处于静止状态或经受放电电流时,沉积的富锂相将通过与正极或局部石榴石基质的化学反应而被消耗,并且短路将完全或部分终止。
3)研究发现,高温有效地改善了石榴石型固态电池在室温下可逆的短路问题的电化学性能和循环稳定性。而离子电导率随温度呈指数增长,更高的工作温度提供了一种有效,直接和方便的方法来避免固态电池内的这种可逆短路。因此,提高离子电导率与电子电导率的比率是解决固态电池短路问题的绝佳策略。
该研究详细揭示了石榴石型固态电池中的可逆短路行为,并将激发出更好的策略以实现高性能固态电池。
Weiwei Ping, et al, Reversible Short-Circuit Behaviors in Garnet-Based Solid-State Batteries, Adv. Energy Mater. 2020
DOI: 10.1002/aenm.202000702
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.202000702