全固态锂电池通常采用异质复合阴极,在其中引入导电添加剂可以改善混合导电性,这些电化学惰性添加剂与经历大体积变化的层状氧化物阴极不完全兼容,显著降低了电池能量密度和循环寿命。鉴于此,来自中国科学院青岛生物能源与生物过程技术研究所的Guanglei Cui和Jiangwei Ju等人提出了一种阴极均匀化策略,通过冷压零应变阴极材料,在整个(放电)过程中实现高效的混合导电。
文章要点:
1) 该研究发现,Li1.75Ti2(Ge0.25P0.75S3.8Se0.2)3在完全充电时具有0.22/242 mS/cm的较大Li+/电子电导率,在完全放电时单调增加到0.66/412 mS/cm,且比容量为250 mAh/g,体积变化率为1.2%;
2) 此外,由100%Li1.75Ti2(Ge0.25P0.75S3.8Se0.2)3组成的均匀阴极使室温全固态锂电池在2.5℃下的循环寿命超过20000次,比容量保持率为70%,在0.1℃下电池水平的能量密度为390 Wh/kg,并且这种阴极均匀化策略与传统的阴极异质性设计形成对比,有可能提高全固态锂离子电池在商业应用中的可行性。
参考资料:
Cui, L., Zhang, S., Ju, J. et al. A cathode homogenization strategy for enabling long-cycle-life all-solid-state lithium batteries. Nat Energy (2024).
10.1038/s41560-024-01596-6
https://doi.org/10.1038/s41560-024-01596-6