采用富锂层状氧化物(LLO)作为全固态电池(ASSBs)的正极材料是实现高能量密度的迫切需要。然而,由于LLO的低电子电导率和明显的氧氧化还原引起的结构退化,导致其动力学较差,阻碍了其在ASSBs中的应用。
近日,西安大略大学孙学良院士,多伦多大学Chandra Veer Singh,Glabat 固态电池公司Jiantao Wang,西安理工大学李喜飞教授设计了LLO的固态电极组成和表面化学,以促进电子和锂离子的传输动力学。
文章要点
1)首先,通过在固态LLO电极中引入适量的碳添加剂来建立连续的电子传导路径。其次,在LLO上通过浸渍+包覆策略构建了具有高氧化稳定性和良好离子导电性的界面层-Li3PO4(LPO),该策略有效地稳定了LLO的晶格氧,最大限度地减少了局部结构变化,抑制了LLO/SSE界面的降解,并促进了界面锂离子的传输。
2)结果表明,基于LLO的ASSB具有230.7 mAh g-1的高初始容量和431次循环的超长循环寿命。即使在2 C下,放电容量仍高达62.4mAh g-1。据了解,这是第一个使用固态卤化物电解液的LLO基ASSB。
这项工作为固态LLO电极提供了新的策略和深入的见解,并为开发高能量密度ASSBs开辟了一条新的途径。
参考文献
Ruizhi Yu, et al, Manipulating Charge-Transfer Kinetics of Lithium-Rich Layered Oxide Cathodes in Halide All-Solid-State Batteries, Adv. Mater., 2022
DOI: 10.1002/adma.202207234
https://doi.org/10.1002/adma.202207234