用于全固態(tài)鋰電池（ASSLB）的高安全性和低成本固體聚合物電解質(zhì)的開發(fā)一直受到離子電導(dǎo)率低、高電壓條件下穩(wěn)定性差以及嚴(yán)重的鋰枝晶引起的短路等問題的阻礙。
在這項(xiàng)研究中，天津工業(yè)大學(xué)Nanping Deng，Weimin Kang，國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心Geng Li將具有放大生產(chǎn)的反應(yīng)性表面缺陷的鋰摻雜氧化鎂納米纖維引入到聚環(huán)氧乙烷（PEO）/雙（三氟甲磺酰）亞胺鋰（LiTFSI）體系中。
文章要點(diǎn)
1）表征和密度泛函理論計(jì)算表明，基于表面氧空位的靜電相互作用以及暴露的Li衍生的Li?N和Li?O鍵的形成，TFSI?被強(qiáng)烈吸附在納米纖維上。此外，引入的暴露在氧空位附近的鋰可能會(huì)從晶格中釋放出來，并參與富鋰域的形成。
2）因此，固體電解質(zhì)在30℃下具有1.48×10?4 S cm?1的高離子電導(dǎo)率，電池組具有優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性，在2 C下循環(huán)1500次后放電容量保持率為85.2%。此外，富鋰區(qū)域EO鏈的協(xié)調(diào)增加以及與納米纖維的化學(xué)相互作用顯著提高了固體電解質(zhì)的抗氧化穩(wěn)定性，使LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2/Li電池具有超過700次循環(huán)的長(zhǎng)壽命。
這項(xiàng)研究的結(jié)果表明，一維氧化物納米結(jié)構(gòu)的表面缺陷可以顯著改善Li+擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)。這項(xiàng)研究為高壓ASSLB的富鋰區(qū)域的構(gòu)建提供了見解。
參考文獻(xiàn)
Wen Yu, et al, One-Dimensional Oxide Nanostructures Possessing Reactive Surface Defects Enabled a Lithium-Rich Region and High-Voltage Stability for All-Solid-State Composite Electrolytes, ACS Nano, 2023
DOI: 10.1021/acsnano.3c07754
https://doi.org/10.1021/acsnano.3c07754
