學術前沿|全固態電池、鋰硫電池、電解液、電極界面頂刊文獻

2020-12-04 電化學能源

1. 【全固態鋰金屬電池界面】Advanced Functional Materials：原位Li3P層助力聚合物電解質/金屬鋰界面快離子傳輸

聚合物固態電解質具有更好的柔性和電極接觸性，是全固態鋰金屬電池具有前景的發展方向之一。但是，聚合物固態電解質與鋰負極間大的界面阻抗、較小的臨界電流密度以及電池循環過程中鋰枝晶的生長等問題依然阻礙著聚合物固態電池的發展，目前全固態聚合物電池只能在高溫、小電流密度條件下工作。SEI對電池的穩定循環有著重大影響，上述問題可以通過在聚合物固態電解質與鋰金屬界面處原位生成快速導鋰的人工SEI界面層來緩解。美國德州大學奧斯汀分校John B. Goodenough教授，Yutao Li和北京理工大學金海波等人將黑磷引入到交聯聚合物電解質中製備了複合固態聚合物電解質。該電解質可以在鋰金屬/固態聚合物電解質界面處原位形成Li3P層，顯著降低電極/電解質的界面電阻。此外，原位生成的Li3P層增加了金屬鋰負極對固體聚合物的潤溼性，界面處的電流密度得以均勻化，鋰對稱電池的臨界電流密度也因此增加了一倍。具有Li3P層的全固態Li/Li對稱電池和Li/LiFePO4電池在高電流密度下表現出更好的循環性能。

文章要點：

1）將黑磷引入到交聯的聚乙二醇甲基丙烯酸酯複合電解質中，Li負極與黑磷在界面處原位生成可以傳導Li+的Li3P層。

2）原位生成的Li3P層的增強了金屬鋰負極對固體聚合物的潤溼性，減小了界面電阻，並且可以調節固態聚合物電解質與Li負極界面處的電勢分布，使界面處的電流密度均勻化。

文章信息：

In Situ Formation of Li3P Layer Enables Fast Li+ Conduction Across Li/Solid Polymer Electrolyte Interface." Advanced Functional Materials(2020).

DOI: 10.1002/adfm.202000831

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