Интеграция полностью твердотельных батарей с сульфидными электролитами становится многообещающей электрохимической системой с потенциальным увеличением плотности энергии. Спрос на тонкие сульфиды, особенно с высокой гибкостью, превосходной ионной проводимостью и высокой межфазной стабильностью, имеет решающее значение.
Преобладающее предпочтение безрастворительной технологии вполне оправдано благодаря ее экологичности, экономичности и пригодности для производства толстых электродов. Однако традиционный метод без растворителей, который в основном ориентирован на фибрилляцию политетрафторэтилена, имеет существенные недостатки, такие как плохая адгезия, недостаточные механические свойства и подверженность электрохимической нестабильности.
Исследователи под руководством профессора Цуй Гуанглея из Института биоэнергетики и биотехнологий Циндао Китайской академии наук разработали новую технологию сухой пленки для приготовления ультратонких сульфидных твердых электролитов и их интеграции с толстыми катодами NCM83 во всех системах. твердотельные батареи посредством усовершенствованного процесса сварки сплавлением.
Исследование , опубликованное в журнале Advanced Materials 4 мая, демонстрирует успешное создание перколяционной сети с помощью гибкого полиамидного связующего с Li 6 PS 5 Cl посредством термокомпрессии, что облегчает производство ультратонких пленок (≤25 мкм).
Полученная композитная сульфидная пленка демонстрирует превосходные механические свойства, замечательную ионную проводимость 2,1 мСм/см и уникальный механизм рассеивания напряжений, что имеет решающее значение для улучшения межфазной стабильности.
Кроме того, синергетическое сочетание улучшенных интерфейсов и рассеивания напряжения привело к исключительным характеристикам езды на велосипеде. Об этом свидетельствует сохранение емкости более 80% после 707 циклов с литий-иновым анодом, что значительно превышает 500 циклов, необходимых для практического применения.
Кроме того, использование технологии сварки плавлением позволило изготовить прочные катоды LiNi 0,83 Co 0,11 Mn 0,06 O 2 (~53,1 мг·см -2 ) для создания интегрированных полностью твердотельных батарей. Результатом такой интеграции стала высокая плотность энергии — 390 Втч·кг -1 , что почти в 1,5 раза выше, чем у коммерческих литий-ионных батарей, а также увеличенный срок службы — более 10 000 часов.
«Наше исследование подчеркивает значительный практический потенциал применения технологии сварки с глубокими последствиями для будущей коммерциализации сульфидных твердотельных батарей», — сказал профессор Кюи.
Теги: батарея
