基于陶瓷材料的全固态电池（ASSBs）因其高度的安全性和稳定性而被认为是汽车和储能系统的关键技术。然而，电极与固体电解质材料之间的接触问题以及界面上发生的不良化学反应严重阻碍了它们的发展。

近日，韩国原子能研究院（KAERI）Hyungsub Kim报道了研究了层状正极材料Li_1-xNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂（NCM523）与石榴石型固体电解质Li_6.25Ga_0.25La₃Zr₂O₁₂（LLZO-Ga）在不同气流条件下高温共烧过程中的化学相容性和结构稳定性。

文章要点

1）原位高温X射线衍射分析表明，在合成空气气氛下，Li从LLZO-Ga向NCM523发生高温扩散，导致LLZO-Ga分解为La₂Zr₂O₇，带电的NCM523恢复到初始状态。

2）研究人员在N₂气氛下进一步研究了复合材料的高温结构稳定性，发现Li向相反方向扩散，同时发生了LLZO-Ga从立方结构到四方结构的相变和NCM523正极向Ni金属的还原。

这项研究深入揭示了用于ASSBs层状正极和石榴石型固体电解质复合材料的结构稳定性以及通过共烧结来设计它们之间的稳定界面。

参考文献

Seokjae Hong, et al, Structural and Chemical Compatibilities of Li_1−xNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂ Cathode Material with  Garnet-Type Solid Electrolyte for All-Solid-State Batteries, Small 2021

DOI: 10.1002/smll.202103306

https://doi.org/10.1002/smll.202103306