Adv Sci:界面物理化学调控改善全金属锂电池性能
纳米技术 纳米 2021-11-14

锂金属电池LMB(Lithium metal batteries)受到多种限制性问题的局限,比如易燃性、Li枝晶的生长。全固态锂金属电池是传统液态电解质LMB可行的替代品,但是目前的技术制备同时具有较高离子导电能力和较低电解质-电极界面电阻的全固态锂金属电池具有非常大的挑战。

有鉴于此,韩国忠南大学Kyung Jin Lee、Hyun-Suk Kim等报道发展了一种由Li6.25La3Zr2Al0.25O12和聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物组成的固态复合电解质构建固态锂金属电池,对电极-固体电解质界面进行优化,有效的改善了电解质-电极界面电阻,提高了固体锂金属电池性能

本文要点:

(1)

为了改善电极-固体电解质界面,从物理和化学两个角度进行优化,具体通过滴铸(drop casting)和热蒸发,在Li蒸气沉积前事先进行plasma处理

通过这种方法实现了优化全固态锂金属电池,得到的结构为无定型V2O5-x(1 μm)/SCE(30 μm)/Li film(10 μm)的电池展示了非常高的容量,在50 ℃和5C倍率中的放电容量达到136.13 mAh g-1,这个容量达到液体电解液的锂金属电池容量的90 %。

这种优化的固体锂金属电池展示了优异的循环性能,在超过1000次充放电循环过程后仍保持>99 %的容量

(2)

本文研究结果展示了设计优化电极-固体电解质界面电阻的锂金属固体电池,这种固体锂金属电池的制备过程能够集成到目前现有的商业电池制备过程中。

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参考文献

Jong Heon Kim, Kwangmo Go, Kyung Jin Lee*, Hyun-Suk Kim*, Improved Performance of All-Solid-State Lithium Metal Batteries via Physical and Chemical Interfacial Control, Adv. Sci. 2021, 2103433

DOI: 10.1002/advs.202103433

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202103433


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