1689
2022-04-01
颗粒在线讯：固态电池在取代传统锂离子电池以提供更高的能量密度和安全性方面极具潜力。然而，陶瓷基固体电解质（CSSEs）与电极的接触不良会导致较大的界面电阻。近日，同济大学罗巍教授，华中科技大学黄云辉教授研究了Li7La3Zr2O12 （LLZO）在化学活性液态电解质（Les）中的分解途径，并通过纳米级自组装单分子膜（SAM）保护，成功地从源头上切断了界面副反应。
本文要点：
1）原位Li+/H+离子交换和LiOH在LLZO上的形成是整个分解过程的初始步骤，而LE中的质子是主要原因。随着离子交换的进行，SLEI层逐渐变厚，直到离子交换达到动态平衡状态。此外，研究人员还探索并提出了由低聚物在羟基化LLZO表面和LiOH上的吸附行为。低聚物化学键合交换产物并接枝到LLZO表面，最终构建了厚的固-液电解质界面（SLEI）层。
2）根据界面反应的特点，研究人员引入在LLZO上具有组装能力的酸性分子来处理这些LE-LLZO界面问题。由于分子酸性和结构的精细调节，在分子组装过程中，Li+/H+离子交换在一定程度上提前发生在LLZO上，同时在LLZO表面形成稳定致密的SAM，阻止了LLZO与LE中的质子进一步离子交换和LE分解物的化学吸附。
3）实验结果显示，LE-LLZO界面处实现了前所未有的接近零的阻抗。与纯LLZO组装的电池相比，采用SAM修饰的LLZO组装的电池600次循环后的比容量提高了39%以上。同时，由于降低了界面电阻，倍率性能得到显著提高，临界电流密度增加了一倍，达到4.6 mA cm-2。
文章链接：
Huang et al., Negating Li+ transfer barrier at solid-liquid electrolyte interface in hybrid batteries, Chem (2022)
DOI：10.1016/j.chempr.2022.03.002
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2022.03.002
版权与免责声明：
（1） 凡本网注明"来源：颗粒在线"的所有作品，版权均属于颗粒在线，未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。已获本网授权的作品，应在授权范围内使用，并注明"来源：颗粒在线"。违反上述声明者，本网将追究相关法律责任。
（2）本网凡注明"来源：xxx（非颗粒在线）"的作品，均转载自其它媒体，转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责，且不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网下载使用，必须保留本网注明的"稿件来源"，并自负版权等法律责任。
（3）如涉及作品内容、版权等问题，请在作品发表之日起一周内与本网联系，否则视为放弃相关权利。
