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超薄 LiF-Li3Sb 混合界面层实现的稳定全固态锂金属电池

发布:2024-09-08 浏览:18

核心提示:为获得400 Wh·kg-1以上的能量密度安全性更高的电池级电池,以有限的锂金属作为阳极的全固态电池(ASSLBs)已成为最具吸引力的电池体系。其中PEO-LLZTO复合固体电解质被认为是最有前途的固体电解质之一。然而,由于锂在固体电解质/锂阳极界面上的不均匀沉积,仍然存在由枝晶穿透引起的严重短路。为了解决锂金属的问题,本文中作者使用了一种简单且可扩展的喷涂方法用于处理商业锂箔(~100 μm)获得了超薄LiF/Li3Sb混合界面层改性的锂阳极(SbF3@Li)。使用火焰电镀法的SEI界面设计图解本文亮点

为获得400 Wh·kg-1以上的能量密度安全性更高的电池级电池,以有限的锂金属作为阳极的全固态电池(ASSLBs)已成为最具吸引力的电池体系。
其中PEO-LLZTO复合固体电解质被认为是最有前途的固体电解质之一。
然而,由于锂在固体电解质/锂阳极界面上的不均匀沉积,仍然存在由枝晶穿透引起的严重短路。
为了解决锂金属的问题,本文中作者使用了一种简单且可扩展的喷涂方法用于处理商业锂箔(~100 μm)获得了超薄LiF/Li3Sb混合界面层改性的锂阳极(SbF3@Li)。
使用火焰电镀法的SEI界面设计图解本文亮点:1. 本文中作者以SbF3为前驱体,采用喷涂法处理商用锂箔,构建了超薄的LiF/Li3Sb杂化界面层,得到超薄LiF/Li3Sb混合界面层改性锂阳极(SbF3@Li)。
2. 组装的全固态对称SbF3@Li电池在0.6 mA·cm-2和0.2 mAh·cm-2的高电流密度下可以稳定循环,在0.2 mA·cm-2下循环寿命超过300小时; LiFePO4|PEO-LLZTO|SbF3@Li电池在200次循环后保持了99.4%的高平均库仑效率和94.5%的良好容量保持率。
3. 作者使用原位光学显微镜在室温下直接观察锂沉积过程中SbF3@Li/PEO-LLZTO的界面,研究结果表明SbF3@Li增强的电化学性能和稳定性可以归因于锂在混合界面层的表面和底部的均匀沉积。
该策略为实用固态锂金属电池中阳极界面的改善提供了新途径,也为锂在原位转换人工界面层中的沉积行为研究提供了新的参考。
Aonan Wang, Jie Li, Maoyi Yi, Yangyang Xie, Shilei Chang, Hongbin Shi, Liuyun Zhang, Maohui Bai, Yangen Zhou, Yanqing Lai, Zhian Zhang, Stable all-solid-state lithium metal batteries enabled by ultrathin LiF/Li3Sb hybrid interface layer, Energy Storage Materials, 2022, https://doi.org/10.1016/j.ensm.2022.04.023

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