在鋰金屬電池中,合理構建人工固體電解質界面(ASEI)可以使鋰離子流動和電鍍/剝離均勻化,從而增強電極-電解質界面的機械和電化學穩定性。中國科學院Li Chilin提出了一種有序的中孔粉末氧化磷酸鋯(ZrOP),并通過在金屬Li上刷涂ZrOP來構建具有Li離子導電性的ASEI。
本文要點:
1) 在Li陽極循環過程中,ZrOP中P誘導的非晶化可以加速鋰化反應,并促進ASEI中含P的Li離子導體和LiF疇的產生。ASEI的電化學活化具有促進的離子導電性和互連的多孔網絡,從而有利于Li金屬晶粒(尺寸≈10μm)的均勻成核和生長,并有利于在長期的Li電鍍和剝離過程中抑制Li枝晶和體積膨脹。
2) ZrOP改性的Li對稱電池能夠在1 mA cm?2下實現超過1600小時的長壽命,基于LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811)的全電池具有至少300次循環的穩定性,并且在1 C下的容量保持率為80%。改性的薄鋰箔(厚度為40μm)陽極還能夠實現基于高負載NCM811陰極的多層軟包電池,該電池具有穩定的循環和超過1 Ah的可逆容量。
Yuping Gu et.al Electrochemical Activation of Ordered Mesoporous Solid Electrolyte Interphases to Enable Ultra-Stable Lithium Metal Batteries Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202302174
https://doi.org/10.1002/aenm.202302174