王素清/王海辉AEM: 氧化还原介质作为全固态金属锂电池的高效储电电极添加剂

文摘   2024-11-11 08:15   甘肃  

全固态锂金属电池(ASSLBs)具有显著提高能量密度和安全性的潜力。然而,大多数ASSLBs仍存在正极负载低、速率能力差、可达到的能量/功率密度低等问题,严重限制了其实际应用。除了开发高电导率的固体电解质,构建具有快速反应动力学的高负载阴极也是实现高性能ASSLBs的关键。本文研究了氢碘化甲胺(CH6NI作为一种功能性电极添加剂,以实现LiFePO+4 (LFP)阴极中锂离子的快速传输和电荷转移,其中CH6NI可作为电荷存储载体,促进LFP脱硫和锂化过程中的反应动力学。因此,LFP@CH6NI阴极组装在一起的ASSLB在2 C下循环700 次后显示出卓越的循环稳定性,容量保持率高达87.6%,而装配了裸LFP阴极的电池在高电流速率(≥0.5 C)下没有容量。此外,与高活性负载阴极(5.6 mg cm-2)相比,ASSLB 在0.5 C时仍显示出144.9 mAh g−1的高比容量。这项工作提供了一种简便的策略,为设计高性能ASSLB的高负载电极提供了新的可能性。

图文简介


a ) LFP@CH6NI阴极的图解合成过程。b ) CH6NI的静电势分布。c ) CH6NI的傅里叶变换红外光谱。d ) LFP@CH6NI阴极的XRD图谱。计算了e ) LFP,f ) CH6NI和g ) LFP@CH6NI的元素投影态密度,一条垂直虚线标记了费米能级。

a )离子/电子型固态对称电池的示意图,b )奈奎斯特图,c )计算得到的离子和电子电导率。不同SoCs下的Nyquist图:d )LFP@CH6NI|PEO|Li电池,g ) LFP|PEO|Li电池。相应的DRT图:e) LFP@CH6NI|PEO|Li电池,h ) LFP|PEO|Li电池。对应DRT的等高线图:f ) LFP@CH6NI|PEO|Li,i ) LFP|PEO|Li电池

a ) LFP@CH6NI|PEO|Li电池和LFP|PEO|Li电池的倍率性能。b ) LFP@CH6NI|PEO|Li电池和c ) LFP|PEO|Li电池在不同电流倍率下的充放电曲线;d ) LFP@CH6NI|PEO|Li电池在0.5 C和2 C下的循环性能。e ) LFP@CH6NI|PEO|Li电池与先前报道的基于ASSLBs的PEO的性能对比。

a ) LFP@CH6NI|PEO|Li电池的循环性能和0.5 C下的充放电曲线。c )活性物质负载量和负载率的比较。d )制作的LFP@CH6NI|PEO|Li软包电池的数码照片和示意图。f ) LFP@CH6NI|PEO|Li软包电池在0.2 C下的循环性能。g ) LFP@CH6NI|PEO|Li软包电池在不同状态下的光学照片

论文信息

原文链接:https://doi.org/10.1002/aenm.202404046

通讯作者Haihui Wang, Suqing Wang


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