固態電池(SSB)的界面接觸不良,導致枝晶快速生長和短路。超聲波處理為在室溫下通過超聲波焊接修復SSB提供了一種潛在解決方案,以改善界面接觸,避免副反應。一個重大挑戰是超聲波對SSB的不利影響,例如脆性電解質中的嚴重開裂會增加枝晶生長和短路的風險。受醫院患者超聲治療的啟發,密歇根大學Chen Lei、通用汽車公司Wang Qigui在超聲結構相互作用模擬的指導下,對超聲的時空操縱(TSMU)進行了研究,以最大限度地提高超聲焊接的傳播能量,同時降低電解質開裂的可能性。
本文要點:
1) 作者實現了TSMU在Li/石榴石/Li對稱電池中的應用,對于從SSB制造到(放電)循環的不良界面,可以將界面電阻從數千Ω cm-2降低到數十Ω cm-2。
2) 此外,恒電流循環進一步證明,在電流密度為0.1mA cm-2的情況下,TSMU愈合電池在1000次循環中具有優異的穩定性,這是在存在短路問題的恒定超聲波中無法實現的。
Yaohong Xiao et.al Tempo-Spatial Manipulation of Ultrasonics Toward Healing of Solid-State Batteries Adv. Energy Mater. 2024
DOI: 10.1002/aenm.202405026
https://doi.org/10.1002/aenm.202405026