研究背景
全固态电池(ASSBs)因其高能量密度和增强的安全性而成为极具前景的下一代能源储存系统。富锂无序岩盐结构(DRX)阴极材料以其成本效益和高电压容量在ASSB正极材料中备受关注。无机固态电解质如硫硅烷(Li₆PS₅X)提供了高离子导电性，但其电化学窗口较窄，而卤化物电解质(Li3MX6)具有更高的氧化稳定性，使其适用于高电压应用。然而，关于锰基DRX正极材料与这些固态电解质之间界面相互作用的研究仍然有限。本研究首次在高电压条件下研究了锰基DRX正极材料与硫化物(LPSCB)和卤化物(LIC)电解质之间的界面机理，为ASSBs中DRX-电解质相互作用提供了新的见解。
成果简介
韩国科学技术院(KAIST) Dong-Hwa Seo研究团队将富锂锰基DRX正极材料引入工作电压范围为1.5至4.8 V的ASSB系统中。由于DRX正极材料的电子导电性较低，需要添加大量导电添加剂。这对使用LPSCB正极电解质的硫化物基ASSBs造成了挑战，因为其窄的电化学窗口导致循环过程中发生分解，使锰氧化还原反应失活，引起电压降低和容量衰减，这一点通过XPS和电化学分析得到了证实。相比之下，使用LIC正极电解质可以避免这些与碳添加剂的不利反应，并减少正极电解质界面(CEI)层中的绝缘组分。这项研究增进了对ASSB设计中正极材料、添加剂和固态电解质之间相互作用的理解，为ASSB技术的未来发展提供了见解。
文章信息：
Youngkwang Jung, You-Yeob Song, Yoon-Seong Kim, Yubin Chung, Dae-Hyung Lee, Sang-Wook Park, Hojoon Kim, Hong-Seok Min, Jesik Park, Juyeong Seong, Sung-Kyun Jung, Dong-Hwa Seo,* Impact of conducting agents on sulfide and halide electrolytes in disordered rocksalt cathode-based all-solid-state batteries, EcoMat. 2024;e12502
原文链接：https://doi.org/10.1002/eom2.12502
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