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利用卤化物-硫化物双电解质构建稳定的阴极界面,以提高全固态锂电池的电化学性能
《Sustainable Energy & Fuels》:Constructing stable cathode interfaces with halide–sulfide dual electrolytes for all-solid-state lithium batteries with enhanced electrochemical performance
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年10月28日 来源:Sustainable Energy & Fuels 4.1
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针对高镍层状氧化物阴极与硫电解质界面不稳定性问题,本研究提出Li3InCl6涂层策略。纳米Li3InCl6通过冷冻干燥制备,兼具高离子电导率和均匀尺寸分布,有效抑制界面降解和副反应,促进离子传输。优化后的15%Li3InCl6@NCM复合阴极在0.1C下初始容量达189mA h/g,循环250次后容量保持率114mA h/g,证实双电解质协同增强界面稳定性和锂离子传输的可行性。
富镍层状氧化物正极与硫化物电解质之间的界面不稳定性仍然是阻碍高性能全固态锂离子电池(ASSLBs)发展的主要瓶颈。传统的涂层材料通常具有较低的离子导电性和较差的机械变形能力,这需要复杂的加工工艺或额外的中间层。卤化物电解质具有良好的稳定性、离子导电性和柔软性,但它们与锂金属之间的还原稳定性较差,限制了其作为全电池中独立固体电解质的使用。在这项研究中,我们提出了一种双电解质复合正极策略,通过引入卤化物电解质Li3InCl6(LIC)作为LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM)的功能性表面涂层。通过冷冻干燥法制备的纳米级Li3InCl6颗粒具有较高的离子导电性和均匀的粒径分布,使其能够有效作为界面缓冲层。优化后的15% LIC@NCM复合正极在0.1 C电流下初始放电容量为189 mA h g?1,库仑效率为84.4%,并且具有优异的循环稳定性,在0.5 C电流下经过250次循环后仍能保持114 mA h g?1的放电容量。全面的电化学和光谱分析证实,Li3InCl6涂层有效减缓了界面退化,抑制了副反应,并促进了离子在复合界面上的传输。本研究提供了一种简便且可扩展的界面工程策略,利用卤化物电解质同时提升基于硫化物的ASSLBs中的锂离子传输和界面稳定性。
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