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孫學(xué)良&岑俊江Nature子刊：全固態(tài)鋰電池新發(fā)展！

來源：時(shí)間：2023-07-18 09:24:27 瀏覽：2347次

第一作者：Shumin Zhang和Feipeng Zhao

通訊作者：岑俊江教授和孫學(xué)良院士

通訊單位：加拿大西安大略大學(xué)

DOI: 10.1038/s41467-023-39197-8

研究背景

固態(tài)電解質(zhì)（SEs）對于提高全固態(tài)電池（ASSBs）的安全性、周期性和在不同溫度下的兼容性至關(guān)重要。基于此，孫學(xué)良院士和岑俊江教授等人報(bào)道了一種新的非晶固態(tài)電解質(zhì)——xLi₂O-MCl_y（M=Ta或Hf，0.8≤x≤2，y=5或4），在25 ℃和-10 ℃下均表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能。該工作展示了氯氧化物非晶固態(tài)電解質(zhì)的廣闊前景。

文章要點(diǎn)

1、實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，xLi₂O-MCl_y非晶固態(tài)電解質(zhì)中豐富的末端氯氧連接陰離子對鋰離子的快速傳導(dǎo)起著重要的作用。

2、xLi₂O-MCl_y非晶固態(tài)電解質(zhì)在25 ℃下可達(dá)到6.6×10^-3 S cm^-1的理想離子電導(dǎo)率，是已報(bào)道的非晶固態(tài)電解質(zhì)中最高的數(shù)值之一，可與晶體電解質(zhì)相媲美。此外，xLi₂O-TaCl₅非晶固態(tài)電解質(zhì)在400 mA g^-1下可實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池的長循環(huán)壽命（充/放電次數(shù)超過2400次）。

圖文展示

圖1.xLi₂O-MCl_y非晶態(tài)材料的合成與鑒定

圖2.xLi₂O-TaCl₅和xLi₂O-HfCl₄的鋰離子電導(dǎo)率和擴(kuò)散行為

圖3.xLi₂O-TaCl₅非晶態(tài)SE的結(jié)構(gòu)表征和混合陰離子功能

圖4.xLi₂O-TaCl₅非晶態(tài)SEs的局部結(jié)構(gòu)分析

圖5. 1.6Li₂O-TaCl₅或1.5Li₂O-HfCl₄制備ASSBs的電化學(xué)性能

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