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上海硅酸盐所开发出新型纳米复合结构氟基固态电解质
来源:dafa娱乐场手机版    发布时间:2020-12-11 18:14:01

【dafa娱乐场网页版】二次电池是现代和未来大规模智能电网、电动汽车和军用电源不可缺少的储能元件。目前,锂离子电池面临着许多问题,如能量密度不能满足电化学储能市场的需求,可燃和泄漏的有机电解液没有安全隐患等。

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锂金属电池具有较高的能量密度,但面临锂阴极枝晶生长的问题。固体锂金属电池因其潜在的能量密度和安全性优势,成为下一代电化学储能系统的研究热点。

固体电解质作为关键部件,其性能在很大程度上要求固体电池运行平稳。传统的氧化物和硫化物固体电解质面临着许多问题,如晶界电阻高、界面不易腐蚀、空气不稳定、电化学窗口宽等。因此,开发一种新的固体电解质结构原型作为当前电解质体系的候选甚至替代物具有迫切而重要的意义。

氟基固体电解质具有电化学窗口长(理论预测)、空气稳定性好、阻燃性好、锂枝晶诱导电位差、可加工性好等优点。但它也面临一些问题,如室温下电导率高(室温下10-6-10-7S/cm),成熟阶段缺乏制备方案等。近日,中科院上海硅酸盐研究所研究员李志林带领的研究团队在氟基固体电解质方面取得进展,研制出纳米填充结构的骨架富锂互氟基固体电解质Li3GaF6,构建了固体电池的平滑驱动。相关成果发表在国际期刊《储能材料》上。

2020,28,37-46。该团队分析并总结了卤化策略在固态电池和锂金属电池(Energystorage Mater)研究中的独特优势。14,100-117,2018)。

为了解决SEI层LiF体相电导率低的问题,他们制备了富锂冰晶石衍生物Li3AlF6(室温下电导率约为10-5S/cm)作为固体电解质添加剂。成功地改善了SEI层的成分,诱导了锂枝晶的生长。

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接口,10,34322-34331,2018)。在此基础上,团队利用低温离子液体氟化的低能制备策略,成功制备了纳米填充结构的富锂氟化物固体电解质Li3GaF6,其特点是结构中离子通道开放,晶界有离子液体痕迹。

在电解质片中,离子液体被烧结成纳米絮状物,其用作原位粘合剂以结合周围的纳米颗粒和整个电解质片,从而防止在电化学循环期间电解质片的粉碎和碎裂(特别是在与电极的界面dafa娱乐场网页版处)。由于界面上离子迁移的增强,优化的Li3GaF6构建了氟基液体电解质的最低离子电导率记录(在室温下类似于10-4S/厘米)。

固态Li/Li3Ga 6/LifePo 4电池能以1C的高速率平稳运行至少150个循环。本研究为氟化固体电解质的结构分析、纳米调控和界面修饰获得了最重要的科学材料,为固体电池的转录提供了新的思路。

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