新研究揭示全固態(tài)電池的熱穩(wěn)定性增強(qiáng)

由 UNIST 能源與化學(xué)工程學(xué)院 Sung-Kyun Jung 教授及其研究團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)研究揭示了一種更穩(wěn)定的利用全固態(tài)電池(ASSB)的方法，為安全的開(kāi)發(fā)制定了新標(biāo)準(zhǔn)電池系統(tǒng)。

由有機(jī)液體電解質(zhì)供電的傳統(tǒng)鋰離子電池長(zhǎng)期以來(lái)一直與火災(zāi)和爆炸的高風(fēng)險(xiǎn)聯(lián)系在一起。為了減輕這些危險(xiǎn)，研究界已將注意力轉(zhuǎn)向利用不易燃無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)的 ASSB 。

在追求下一代固態(tài)電池的過(guò)程中，硫化物固體電解質(zhì)已成為有前途的材料。然而，由于硫化物固體電解質(zhì)和電極材料之間的界面處的放熱反應(yīng)和爆炸性分解產(chǎn)物而引起的與熱不穩(wěn)定性相關(guān)的挑戰(zhàn)仍然存在。

研究團(tuán)隊(duì)取得了重大突破，探索了使用鹵化物基固體電解質(zhì)來(lái)增強(qiáng)熱穩(wěn)定性。通過(guò)用鹵化物對(duì)應(yīng)物(例如 Li 3 InCl 6 )替代硫化物固體電解質(zhì)，該團(tuán)隊(duì)觀察到氧化穩(wěn)定性得到改善并減少了陰極的析氧量。

該研究涉及創(chuàng)建一種將 Li 3 YCl 6 (LIC) 與帶電陰極材料 (Li 1-x Ni 0.6 Co 0.2 Mn 0.2 O 2 ) 相結(jié)合的復(fù)合材料，稱(chēng)為 NCM622。結(jié)果表明，鹵化物基固體電解質(zhì)有助于延遲NCM622的分解并通過(guò)吸熱相變過(guò)程抑制可燃?xì)怏w的釋放。

值得注意的是，研究小組在 LCO 等各種正極材料中觀察到其他鹵化物固體電解質(zhì)(包括 Li 3 YCl 6和 Li 2 ZrCl 6 )具有類(lèi)似的積極結(jié)果。主要作者 Sangpyo Lee 強(qiáng)調(diào)了這些發(fā)現(xiàn)的重要性，指出它們提供了一種增強(qiáng)固態(tài)電池?zé)岱€(wěn)定性的新方法，并為未來(lái)的安全電池系統(tǒng)提供了基本的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

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