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《Science：一种用于毫米厚电池电极的锂超离子导体 》

  • 来源专题：先进材料
  • 编译者： 李丹
  • 发布时间：2023-11-12

  • 来自材料牛

    日本东京工业大学创新研究所全固态电池研究中心Ryoji Kanno教授团队利用高熵材料的特性，通过增加已知锂超离子导体的组成复杂性来设计了一种高离子导电的固态电解质，以消除离子迁移的障碍，同时保持超离子导电的结构框架。合成的具有组成复杂性的相显示出改进的离子导电性能。证明了这种高导电固态电解质能够在室温下对厚锂离子电池阴极进行充放电，因此具有改变传统电池配置的潜力。相关成果以“A lithium superionic conductor for millimeter-thick battery electrode”为题发表在Science上。


    【核心创新点】

    这项研究通过增加已知锂超离子导体的组成复杂性，设计了一种高离子导电的固态电解质，消除了离子迁移的障碍，为厚型锂离子电池提供了新的解决方案。

    【成果启示】

    总言之，本文设计了一系列具有Li9.54[Si1?δMδ]1.74P1.44S11.1Br0.3O0.6（M = Ge，Sn；0 ≤ δ ≦ 1）组成的固体电解质，以实现高配置熵，同时保持其具有超离子导电路径的晶体结构。单相LSiGePSBrO（M = Ge，δ = 0.4）的体内电导率在25°C时为32 mS cm?1。理论计算和结构分析表明，即使在LSiGePSBrO中进行了少量化学取代，也可以降低离子迁移的能垒，从而解释了该相中观察到的电导率增强现象。将LSiGePSBrO作为阳极液体的全固态电池，采用厚型阴极（厚度为800 μm），在25°C和-10°C下分别显示出22.7和17.3 mAh cm?2的放电容量，相应地活性物质利用效率分别为97%和73%。这项研究强调了在采用厚型阴极配置的全固态锂电池的充放电性能中高电导率的重要性。本研究提出的设计原则可能加速超离子导体的探索。


  • 原文来源：http://www.cailiaoniu.com/252662.html
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