EnSM：超低的LPS/LLZO界面电阻-迈向稳定的锂金属负极混合固态电池

兔兔

2021-05-18

为了将锂金属负极应用于固态电池，研究人员正在研究不同种类的电解质，主要是聚合物、氧化物和硫化物。为了克服材料类别的各个缺点，将不同电解质材料按层组合在一起形成双层混合电池被认为是非常有前途的。然而，在两种固体电解质之间引入额外的界面，提出了相应界面电阻的问题。有鉴于此，弗劳恩霍夫陶瓷技术和系统研究所Juliane Hüttl等人采用综合阻抗分析方法研究了Al-LLZO（Li_6.16Al_0.28La₃Zr₂O₁₂）和LPS（Li₇P₃S₁₁）两种电解质的界面性质。

本文要点：

1）通过一系列的系统测量可以消除与LPS材料和LPS/LLZO界面有关的电阻的压力依赖性。这一分析揭示了LPS/LLZO界面电阻的显著压力依赖关系，主要归因于接触电阻。

2）通过定向表面处理对LPS/LLZO界面进行优化，可将界面电阻大幅降低至几乎为零。这些机理研究和优化方法通过使用锂金属电极的实际相关循环测试得到了补充。该电池具有良好的循环稳定性和可忽略的衰减。

这些发现有助于增强对双层混合电池中固体-固体界面的基本理解，表明混合LPS/LLZO电解质基固态电池的广阔前景。

Juliane Hüttl et al. Ultra-low LPS/LLZO Interfacial Resistance – Towards Stable Hybrid Solid-State Batteries with Li-Metal Anodes. Energy Storage Mater. 2021.

DOI: 10.1016/j.ensm.2021.05.020.

https://doi.org/10.1016/j.ensm.2021.05.020