磷酸铁锂-硫化物固态电池中的化学电化学安稳界面 展开

发布时间:2024-03-09 07:07:56 来源:小九直播下载电脑版

  (10 mS cm-1),是现在最优的固态电解质资料之一。因而将,展开新系统是一项具有使用远景的技能路途。尽管已有研讨团队重视此类系统,但在实践功能测验过程中,电解质与电极资料之间的界面处会,在不丢失离子电导的前提下,阻挠电解质与电极的反响,是一个要害的科学问题。

  近来,中国科学院物理研讨所/北京凝聚态物理国家研讨中心外表10组和松山湖资料实验室的团队根据自研的资料数据库对磷酸铁锂全固态电池系统进行了探究。为处理硫化物-磷酸铁锂界面安稳性问题,该团队从资料电子电导率、热力学安稳性、电化学窗口、界面化学安稳性以及锂离子电导率五个维度动身,终究从 Atomly.net 数据库中的54005个详细资猜中挑选得到了41种有使用远景的镀层资料(图1)。这些镀层资料不只有很大成效避免了硫化物电解质和磷酸铁锂间的直接触摸,并且因为其自身的优异锂离子电导率,不会过度影响界面处的锂离子传输功能。这些成果为逐渐优化根据硫化物电解质的磷酸铁锂全固态电池的功能供给了辅导。

  图1,硫化物-磷酸铁锂界面安稳性可经过界面资料处理。详细需求细心考虑资料电子电导率、热力学安稳性、电化学窗口、界面化学安稳性以及锂离子电导率等五个维度的性质。

  本项研讨之后发现各种硫化物电解质资料均有着较窄的电化学安稳窗口,对应的氧化极限(~2.2 V)与磷酸铁锂正极的Fe2+/Fe3+(~3.45 V)氧化复原电势之间有较大的距离;此外,硫化物资料也较易与磷酸铁锂产生化学反响。因而,硫化物-磷酸铁锂界面系统有着本征的(电)化学不兼容性(图2),会严重影响电池的功能。

  本项研讨挑选得到了41种有使用远景的镀层资料。图3展现了若干可用于镀层的氧化物资料,这些资料具有优异的化学安稳性和电化学安稳性,且能够传导锂离子。文章中还针对聚阴离子、氟化物、氯化物等系统展开了详尽的探究,并给出来候选资料列表。文章展现出经过海量数据搜索使用资料的实践事例,为全固态电池展开供给了思路。

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