富鋰的錳陰極材料(LRMO)有可能提高全固態電池(ASSB)的能量密度。但是LRMO陰極的導電性較差,而且難以與固體電解質(SE)構成兼容的界面,阻礙高效Li+/e-途徑。
有鑒于此,清華大學張強教授、趙辰孜孜助理研究員等提出了一種體相/界面原位結構設計策略,通過Li2WO4構建快速穩定的Li+/e-通路,降低了Li+移動的能壘,增強表面氧的穩定性,提高氧氧化還原的可逆,并顯著改善了LRMO陰極的電壓衰減問題。
LRMO陰極的體結構和高壓固體-固體界面穩定性得到了改善。因此,ASSB實現了高面積容量(約3.15 mAh/cm2)和≥1200次循環的優異循環穩定性,在25 °C和1 ℃的容量保持率達到84.1 %。
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這項研究為設計全固態電池(ASSB)的富鋰的錳陰極材料(LRMO)策略提供新見解,有助于發展超高穩定性的高壓界面和高負載型復合電極。
參考文獻
Wei-Jin Kong, Chen-Zi Zhao*, Liang Shen, Shuo Sun, Xue-Yan Huang, Pan Xu, Yang Lu, Wen-Ze Huang, Jin-Liang Li, Jia-Qi Huang, and Qiang Zhang*, Bulk/Interfacial Structure Design of Li-Rich Mn-Based Cathodes for All-Solid-State Lithium Batteries, J. Am. Chem. Soc. 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c08115
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c08115