研讨报导具有高锂离子电导率的非晶氯化物固体电解质—小柯机器人—科学网

  用于全固态高镍阴极的、安稳循环且具有高锂离子电导率的非晶氯化物固体电解质。相关研讨成果于2023年12月11日宣布在《美国化学会杂志》。

  固体电解质（SEs）是完成高性能全固态锂电池（ASSLBs）的核心部件。非晶态SEs具有巨大的ASSLBs潜力，由于它们的无晶界特性有助于高性能阴极的完好固体-固体触摸和均匀的锂离子传导。但是，具有有限离子电导率的非晶氧化物SEs，和具有窄电化学窗口的玻璃态硫化物SEs不能坚持高镍阴极。

  该文中，研讨人员报导了一类无定形的LiTaCl基氯化物SEs，其具有高的Li离子电导率（高达7.16 mS cm1）和低的杨氏模量（约3 GPa），以完成优异的Li离子传导和ASSLBs中刚性部件之间的完好物理触摸。经过机器学习模仿、固态7Li核磁共振和X射线吸收剖析，提醒了非晶LiTaCl基体由LiCl43、LiCl54、LiCl65多面体和TaCl6八面体组成。有目共睹的是，该无定形氯化物SEs与高镍阴极表现出优异的兼容性。

  研讨证明，包括无定形氯化物SE和高镍单晶阴极（LiNi0.88Co0.07Mn0.05O2）的ASSLBs在1 mA h cm2的高面积容量下，在～3 C的800次循环后表现出～99%的容量坚持率，在0.2 C的75次循环后显示出～80%的容量坚持性。最重要的是，在10C的冷冻环境中，能够在3.4C的高速率下完成高达9800次循环的安稳运转，容量坚持率为～77%。

  该无定形氯化物SEs将为完成高单位体积内的包括的能量ASSLBs的高性能高镍阴极铺平道路。

  JACS：《美国化学会志》，创刊于1879年。隶属于美国化学会，最新IF：16.383