用于實現高能鋰金屬電池的氧化陶瓷電解質通常需要高溫過程,以實現所需的相形成和粒子間燒結。但是,這種高溫處理可以導致組成變化或機械變形,并損害材料的可靠性。
在這里,三星先進技術研究院Hyeokjo Gwon引入了一種無序驅動的無燒結方法,通過創建無定形基質,然后進行單步溫和的耐熱,以合成石榴石型固體電解質。
文章要點
1)無序的基材的軟化機械性能(屈服壓力,py = 359.8 MPa)可使密集的非晶基質的易于形成,并在結晶過程中保留顆粒間連接。在350°C的降低溫度下,在25°C下,通過在500°C的單步溫和的熱處理下,在350°C的降低溫度下觸發了立方相石榴石的形成。
2)無序驅動的石榴石固體電解質表現出與在> 1100°C下燒結的常規石榴石固體電解質相當的電化學性能。這些發現將促進制造均勻,薄和寬的固體電解質膜,這在基于氧化物的鋰金屬電池的商業化方面是一個重大障礙,并展示了氧化物氧化物固體電解質的未開發能力。
參考文獻
Kwon, G., Gwon, H., Bae, Y. et al. Disorder-driven sintering-free garnet-type solid electrolytes. Nat Commun 16, 3256 (2025).
DOI:10.1038/s41467-025-58108-7
https://doi.org/10.1038/s41467-025-58108-7