复合固态电解质-正极界面空间电荷层调控构建长循环固态电池

单一的无机和有机固态电解质的性能存在局限,这推动了用于固态锂电池(Solid-State Lithium Batteries SSLBs)的复合固态电解质(Composite Solid Electrolytes, CSEs)的发展。然而,在正极/复合固态电解质界面处(Interface of Cathode and CSE,IC-C)存在贫锂空间电荷层(Space Charge Layers, SCLs),使得锂离子的传输受限,这阻碍了离子电导率的提升,并影响了固态锂电池的电化学性能。在此,研究了一种由铁酸铋(BiFeO3)复合的新型固态电解质,其存在削弱了IC-C处的贫锂空间电荷层,激活了锂离子传输通道,使锂离子能够高效地穿过固态电池内部各界面进行扩散。此设计实现了1.24 mS·cm-1的高离子电导率和0.81的高锂离子迁移数,与不含BiFeO3的情况相比,提升了约2倍。因此,使用LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2正极的全固态锂电池展现出优异的电化学性能,在0.5C的倍率下循环200次后仍能保持92.3%的容量。通过削弱贫锂空间电荷层来激活界面处的锂离子传输通道这一创新,为实现性能更优异的复合固态电解质和固态锂电池提供了一条新途径。

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本文档关键词:正极,固态,界面,电池,构建