AFM:定制能帶對齊的界面建模實(shí)現(xiàn)電化學(xué)穩(wěn)定的全固態(tài)鋰金屬電池 2023年10月12日 下午9:38 ? 頭條, 干貨, 頂刊 ? 閱讀 13 鋰金屬負(fù)極 (LMA) 和無機(jī)固態(tài)電解質(zhì) (SSE) 之間的界面不穩(wěn)定性是全固態(tài)鋰金屬電池 (ASSLB) 中的一個(gè)關(guān)鍵問題。以前的研究集中在界面改性方法上,在沒有深入了解 LMA-SSE界面的情況下制定策略。此外,可充電電池通過電場內(nèi)的電荷行為運(yùn)行這一事實(shí)經(jīng)常被忽視。 在此,韓國慶北大學(xué)Jeeyoung Yoo及首爾國立大學(xué)Youn Sang Kim等人首次證明了基于能帶理論的界面建模確實(shí)有效地克服了SSE對LMA的內(nèi)在脆弱性。作者通過在電解質(zhì)表面沉積納米級(jí)Ti,有效地改善了本質(zhì)上不穩(wěn)定的LMA-SSE界面。 與沒有界面改性的原始電池相比,具有Ti沉積Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3(LATP)的對稱鋰電池表現(xiàn)出顯著增強(qiáng)的電化學(xué)可靠性。此外,界面改性電池在各種電流密度下的長期循環(huán)過程中保持其電化學(xué)穩(wěn)定性和電均勻性,而沒有界面改性的電池表現(xiàn)出不穩(wěn)定的電壓分布,并且很容易因重復(fù)的充放電過程而失效。 圖1. 應(yīng)用中間層的表面分析 這種改進(jìn)是通過在負(fù)極-電解質(zhì)界面形成作為穩(wěn)定的鋰離子導(dǎo)體和電子緩沖層的自感應(yīng)夾層實(shí)現(xiàn)的。XRD分析證實(shí)了自誘導(dǎo)夾層的形成,EDS數(shù)據(jù)顯示了其結(jié)構(gòu)穩(wěn)健性和均勻的元素分布,深度剖面XPS測量證實(shí)了跨界面的電子阻擋現(xiàn)象的影響。 此外,這種新引入的基于能帶理論的分析方法確實(shí)確定了鋰離子導(dǎo)電固體之間的物理穩(wěn)定性。夾層和電解質(zhì)的能帶排列誘導(dǎo)了阻礙電子傳輸?shù)慕缑婺軌?。隨后,電池組件可以在重復(fù)的充放電過程中保持其功能。 該發(fā)現(xiàn)將為實(shí)用的全固態(tài)電池的開發(fā)做出重大貢獻(xiàn),闡明固態(tài)電解質(zhì)與絕緣液體電解質(zhì)具有不同半導(dǎo)體特性的事實(shí)。因此,電化學(xué)和固態(tài)物理學(xué)的跨學(xué)科研究對于電池技術(shù)的突破是必要的。 圖2. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的中間層對LMA-SSE界面穩(wěn)定性影響的電化學(xué)分析 Interface Modeling via Tailored Energy Band Alignment: Toward the Electrochemically Stabilized All-Solid-State Li-Metal Battery, Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.202107555 原創(chuàng)文章,作者:科研小搬磚,如若轉(zhuǎn)載,請注明來源華算科技,注明出處:http://www.zzhhcy.com/index.php/2023/10/12/5254082dea/ 電池 贊 (0) 0 生成海報(bào) 相關(guān)推薦 20萬次循環(huán),幾乎無衰減!長春應(yīng)化所邢巍等最新Nature子刊! 2024年5月21日 他,第25篇Angew! 2023年10月13日 強(qiáng)!Nature Water后僅隔1天!俞漢青院士,再發(fā)Nature子刊! 2024年7月13日 Science子刊:持續(xù)600 h!動(dòng)態(tài)半導(dǎo)體電解質(zhì)界面實(shí)現(xiàn)太陽能水分解 2023年10月13日 龐歡最新Angew.:單寧酸刻蝕MOF有奇效! 2023年9月30日 中南大學(xué)劉洋Chem. Eng. J.:改變?chǔ)?SnWO4薄膜的表面原子排列實(shí)現(xiàn)高效光解水 2023年10月4日