石榴石固体电解质由于其高的离子电导率,对锂金属稳定等优点成为了下一代高性能锂电池的重要研究方向之一。但锂金属负极界面浸润性与锂枝晶问题限制了其应用。本文通过简单的液相沉积结合高温烧结的方法,在石榴石固体电解质片表面构建...石榴石固体电解质由于其高的离子电导率,对锂金属稳定等优点成为了下一代高性能锂电池的重要研究方向之一。但锂金属负极界面浸润性与锂枝晶问题限制了其应用。本文通过简单的液相沉积结合高温烧结的方法,在石榴石固体电解质片表面构建了一层稳定的硼酸三锂(Li_(3)BO_(3))修饰层。研究表明,Li_(3)BO_(3)修饰层可以有效改善石榴石固体电解质与锂金属负极界面接触,促进锂的均匀沉积/溶出,从而抑制锂枝晶生长,提高界面稳定性。Li_(3)BO_(3)修饰后石榴石电解质片与锂金属之间紧密结合,Li/石榴石界面阻抗由修饰前的1780Ω·cm2降低至58Ω·cm^(2)。得益于界面接触的改善,Li_(3)BO_(3)修饰后的LLZTO电解质组装的对称电池可以在0.1 m·cm^(-2)的电流密度下稳定工作超过700 h。而未修饰的对称电池在0.05 m A·cm^(-2)的电流密度下短时间工作即出现微短路现象。展开更多
文摘石榴石固体电解质由于其高的离子电导率,对锂金属稳定等优点成为了下一代高性能锂电池的重要研究方向之一。但锂金属负极界面浸润性与锂枝晶问题限制了其应用。本文通过简单的液相沉积结合高温烧结的方法,在石榴石固体电解质片表面构建了一层稳定的硼酸三锂(Li_(3)BO_(3))修饰层。研究表明,Li_(3)BO_(3)修饰层可以有效改善石榴石固体电解质与锂金属负极界面接触,促进锂的均匀沉积/溶出,从而抑制锂枝晶生长,提高界面稳定性。Li_(3)BO_(3)修饰后石榴石电解质片与锂金属之间紧密结合,Li/石榴石界面阻抗由修饰前的1780Ω·cm2降低至58Ω·cm^(2)。得益于界面接触的改善,Li_(3)BO_(3)修饰后的LLZTO电解质组装的对称电池可以在0.1 m·cm^(-2)的电流密度下稳定工作超过700 h。而未修饰的对称电池在0.05 m A·cm^(-2)的电流密度下短时间工作即出现微短路现象。
基金National Natural Science Foundation of China(U1932205)Key R&D Program of Shandong Province(2021CXGC010401)+1 种基金Taishan Scholars Program(ts201712035)Project of Qingdao Leading Talents in Entrepreneurship and Innovation。
