EnSM:离子调控的杂化电解质界面助力长寿命低N/P比锂金属电池

北2北

2022-05-24

   实际锂金属电池需要将负极有限的金属锂在固态或准固态情况下实现完全可逆的高效利用。这就提出了一个具有根本挑战性的问题，即如何建立相容的界面来调节界面离子传输并保护活性金属。近日，日本冲绳科学技术大学院大学Yabing Qi等通过将生物质纤维素骨架与LLZTO颗粒复合构建了具有稳定离子沉积功能的坚固凝胶电解质，从而有效解决了上述问题。

文章要点

1）研究人员报道了一种能够调控离子传输并稳定锂金属负极界面离子传输的复合凝胶固态电解质（r-GCE）。这种具有良好的电解液浸润能力和优异的力学稳定性以及热稳定性的凝胶电解质是通过将细菌纤维素与LLZTO固态电解质颗粒复合形成独特的珍珠结构而实现的。

2）除了基础的物理化学性质外，研究人员发现r-GCE还能够实现优异的电化学性能。其具有较高的离子电导率，锂离子迁移数高达0.92，且电化学稳定窗口能够拓展至5.3V。因此，Li//Li对称电池在0.5mA/cm²的电流密度下可以稳定循环超过870小时。借助r-GCE组装的Li//NCA全电池在高达25mg/cm²的正极载量和贫液态条件下可以实现高达4.48mAh/cm²的面容量。

参考文献

Chenfeng Ding et al, Ion-regulating Hybrid Electrolyte Interface for Long-life and Low N/P Ratio Lithium Metal Batteries, Energy Storage Materials, 2022

DOI: 10.1016/j.ensm.2022.05.035

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405829722002860?dgcid=rss_sd_all#!