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科技研发

开元电子游戏:杨勇教授和龚正良教授团队在高比能硫化物基 全固态电池的研究中取得新进展

日期: 2024-06-04

全固态锂电池(ASSLBs)由于其高安全性受到了越来越多的关注,但实现高能量密度和长循环稳定性仍然面临着重大挑战。提高正极活性物质(CAM)的含量和负载量是实现全固态电池高能量密度的必要条件。然而,由于正极颗粒与电解质之间的固-固接触,导致复合正极内部结构的不规则性,如孔隙、裂纹和其他缺陷,在较高活性物质含量和负载量的情况下,这些问题对全固态电池的电化学性能产生了严重的限制。因此,为了确保有效的电子和离子传输,以及保持稳定的内部界面,需要仔细考虑复合正极的组成和内部结构。特别是在高活性物质含量和负载量的复合正极中,解决活性物质和固态电解质(SEs)之间的固-固界面问题对于提高全固态电池的能量密度至关重要。

开元电子游戏杨勇教授和龚正良教授团队在高比能硫化物基全固态电池的研究方面取得新进展,相关成果以“Liquid-phase Preparation of Low-Tortuosity Composite Cathode for High Active Material Content All-Solid-State Lithium Batteries” 为题发表于Advanced Energy Materials。

该工作通过液相法原位合成了LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811)-Li6PS5Cl(LPSCl)-Acetylene black(AB)复合正极(LP-cathode),该正极表现出低孔隙率和迂曲度的结构特征,保证了电极内部良好的电子和离子传输路径,有利于在电极内部构建均匀的电场和锂离子浓度场。得益于LP-cathode均匀且致密的电极结构,该复合正极在结构稳定性、锂离子扩散动力学和界面阻抗等方面展现了突出的优势,基于LP-cathode的全固态电池在高活性物质含量的情况下仍然可以保持优异的电化学性能。该研究工作为解决全固态电池中高活性物质含量和载量的相关问题提供了思路,有利于推进高能密度和高稳定性全固态电池的发展。

开元电子游戏2020级博士李铖为本文的第一作者;化学化工学院杨勇教授和开元电子游戏龚正良教授为本文的共同通讯作者。

全文链接:https://doi.org/10.1002/aenm.202400985

(图/文 储能学系)

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