北极星储能网讯:近几十年,锂离子电池由于其高的能量密度被广泛应用于日常消费类电子产品和电动汽车等装置,被认为是最具潜力的电化学能量转化体系。
在过去的三十年,锂离子电池的能量密度从80 Whkg-1增长到240Whkg-1已接近其物理化学的极限。
因此,高能量密度体系的锂金属电池成为研究者关注的焦点。但是,锂金属负极搭配有机的商业化液态电解液由于枝晶的生长易造成严重的热失控,存在巨大的安全隐患。固体
【图文导读】
图1CPL-IL固体电解质与固态锂金属电池结构示意图
CPL聚合物电解质的扫描图(a) 截面图 (b)正面图;CPL固体电解质的光学照片(c) 伸展态 (d)弯曲态;(e) 复合固体电解质的透射电镜图 (内嵌:选区电子衍射图);(f) 复合固体电解质的元素分布图。
图3CPL固体电解质结构与电化学性能表征
固态电池电化学性能表征
液态锂金属电池搭配不同正极循环后锂负极的扫描电镜图 (a, e) LFP正极; (c, g) LCO正极;相应的固态电池循环完后扫描电镜图;(b, f) LFP正极;(d, h) LCO正极;(i) 金属锂在液态电解质与固态电解质中的生长机制示意图; 循环完后锂金属表面的原子力显微镜测试图 (j)Li| CPL-IL| LFP电池;(k)Li| EDDL| LCO液态电池;循环完后锂金属表面的XPS结果(i) S2p, (m)C1s, (n)N1s和(o)F1s。
【总结】
通过粘弹性且安全的固体电解质界面设计成功的稳定了固体电解质与电极的界面接触问题。在电极与固体电解质见成功的构筑了锂离子的传输通道,解决了固体电解质与电极的接触问题和实现了金属锂的均匀沉积。该设计为解决锂金属固态电池中电极与电解质界面的接触问题提供了实际和具有潜力的解决途径。
原标题:湖南农业大学吴雄伟AEM:粘弹性和非易燃的界面设计实现无枝晶生长且高安全性的固态锂金属电池