固态锂金属电池(SSLMB)因其高能量密度和良好的安全性而被认为是最有潜力的储能系统之一。然而,巨大的界面电阻和有害锂枝晶生长阻碍了SSLMB的实际应用。近日, 重庆大学徐朝和、王荣华通过构建超强导电相获得了无枝晶、寿命长、比容量高的固态锂电池。
本文要点:
1) 作者设计和制备了具有良好分散的超离子导电Li3N和LiNxOy物种的复合锂阳极(CLA),其不仅大大提高了块状锂阳极的固有离子扩散能力,还提高了阳极对固态电解质(SSE)的润湿性。作者通过密度泛函理论(DFT)计算发现,构建的高离子导电固体界面可以有效增强Li/SSE的化学接触。
2) 在室温下,全固态对称电池具有高的比面积容量(1.5 mAh cm–2,0.5 mA cm–2)和超高临界电流密度(1.4 mA cm–2)。将其与CLA和商用LiFePO4(LFP)阴极组合得到的全SSLMB具有高达500次的优异循环性能,容量保持率为80.0%,高速率为2.0C。即使在高压(4.3V)条件下,其与LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811)匹配的全固态电池也可以稳定循环超过115次,容量保持率为80.0%。
Lu Guanjie et.al Built-in Superionic Conductive Phases Enabling Dendrite-free, Long Lifespan and High Specific Capacity of Composite Lithium for Stable Solid-State Lithium Batteries EES 2023
DOI: 10.1039/D2EE03709B
https://doi.org/10.1039/D2EE03709B