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二次电池是澳门威尼人斯app平台今世和未来大年夜规模智能电网、电动汽车和军用电源弗成或缺的储能元件,当前的锂离子电池面临着能量密度无法满意电化学储能需求,以及有机电解液可燃和透露致使存在安然隐患等诸多问题。

锂金属电池具有更高的能量密度,但面临着锂负极枝晶发展等问题。固态锂金属电池因为能量密度和安然性的双重潜在上风,是下一代电化学储能体系的钻研热点。

作为关键组分的固态电解质的机能好坏很大年夜程度上抉择了固态电池能否成功运行。传统的氧化物和硫化物固态电解质面临着晶界电阻大年夜、界面易钝化、空气中不稳定以及电化学窗口窄等问题,是以开拓新型固态电解质的布局原型作为当前电解质体系的候选以致替代者,具有迫澳门威尼人斯app平台切而紧张的意义。

氟系固态电解质具有电化学窗口宽(理论猜测)、空气稳定性好、阻燃性好、锂枝晶抑制潜力佳、机器加工机能好等上风,然而却面临着室温电导率偏低(室温下为10-6-10-7 S/cm)、成熟的合成规划短缺等问题。

近日,中国科学院上海硅酸盐钻研所钻研员李驰麟带领的钻研团队在氟澳门威尼人斯app平台基固态电解质方面取得进展,开拓出一种纳米复合布局的开框架富锂相氟基固态电解质Li3GaF6,并实现了对固态电池的成功驱动,相关成果颁发在国际能源/材料类期刊Energy Storage Mater., 2020, 28, 37-46.上。

该团队之前阐发总结了卤化策略在固态电池和锂金属电池钻研中的独特上风(Energy Sto澳门威尼人斯app平台rage Mater.,14,100-117,2018),针对SEI层中LiF体相导电率低的问题,他们从离子液体中合成富锂相的冰晶石衍生物Li3AlF6(室温电导率高达~10-5 S/cm)作为固态电解质添加剂,成功改良了SEI层的组分,抑制了锂枝晶发展(ACS Appl. Mater. Interfaces,10,34322-34331,2018)。在此根基上,团队继承采纳低温离子液澳门威尼人斯app平台体氟化的低能耗合成策略,成功制备了纳米复合布局的富锂氟化物固态电解质Li3GaF6,其特性体现为布局内部具有开放性的离子通道,而且晶粒界限具有离子液体修饰。

在电解质片中,离子液体被固化成纳米絮状物,并作为原位粘合剂粘合周围的纳米粒子和全部电解质薄片,阻拦电解质片在电化学轮回历程中的粉化和碎裂(分外在和电极的打仗界面处)。得益于界面处离子输运的增强,优化的Li3GaF6实现了氟系固体电解质的离子电导率的最高记录(室温下靠近10-4 S/cm)。固态Li/Li3GaF6/LiFePO4电池在1 C高倍率下可成功运行至少150次轮回。这项钻研为氟化固态电解质的布局解析、纳米调控以及界面改性等方面供给了紧张的科学素材,为固态电池的激活供给了新的思路。

责任编辑:wv

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