全固態鋰電池通常采用異質復合陰極,在其中引入導電添加劑可以改善混合導電性,這些電化學惰性添加劑與經歷大體積變化的層狀氧化物陰極不完全兼容,顯著降低了電池能量密度和循環壽命。鑒于此,來自中國科學院青島生物能源與生物過程技術研究所的Guanglei Cui和Jiangwei Ju等人提出了一種陰極均勻化策略,通過冷壓零應變陰極材料,在整個(放電)過程中實現高效的混合導電。
文章要點:
1) 該研究發現,Li1.75Ti2(Ge0.25P0.75S3.8Se0.2)3在完全充電時具有0.22/242 mS/cm的較大Li+/電子電導率,在完全放電時單調增加到0.66/412 mS/cm,且比容量為250 mAh/g,體積變化率為1.2%;
2) 此外,由100%Li1.75Ti2(Ge0.25P0.75S3.8Se0.2)3組成的均勻陰極使室溫全固態鋰電池在2.5℃下的循環壽命超過20000次,比容量保持率為70%,在0.1℃下電池水平的能量密度為390 Wh/kg,并且這種陰極均勻化策略與傳統的陰極異質性設計形成對比,有可能提高全固態鋰離子電池在商業應用中的可行性。
參考資料:
Cui, L., Zhang, S., Ju, J. et al. A cathode homogenization strategy for enabling long-cycle-life all-solid-state lithium batteries. Nat Energy (2024).
10.1038/s41560-024-01596-6
https://doi.org/10.1038/s41560-024-01596-6