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原位形成的LiF-Li3N界面层可实现基于硫化物电解质的超稳定全固态锂电池
Journal of Energy Chemistry ( IF 14.0 ) Pub Date : 2023-01-23 , DOI: 10.1016/j.jechem.2023.01.007
Ming Wu , Mengqi Li , Yuming Jin , Xinshuang Chang , Xiaolei Zhao , Zhi Gu , Gaozhan Liu , Xiayin Yao

硫化物固体电解质由于其高离子电导率和良好的机械性能,有望在全固态电池中实现高能量密度和安全性。然而,硫化物固体电解质在锂负极全固态电池中的应用受到锂/电解质界面副反应和不均匀锂沉积引起的锂枝晶生长的限制。在此,通过五氟苯甲酰胺与锂金属的可控反应原位形成均匀的 LiF-Li 3 N 复合保护层。LiF-Li 3同时具有高界面能和界面粘附能的N层可以协同抑制副反应,抑制锂枝晶的生长,实现锂的均匀沉积。Li 10 GeP 2 S 12和Li 6 PS 5 Cl的临界电流密度增加到3.25 和1.25 mA cm -2与Li@LiF-Li 3 N 层,这几乎是Li 对称电池的三倍和两倍在没有保护层的情况下,分别。此外,Li@LiF-Li 3 N/Li 10 GeP 2 S 12 /Li@LiF-Li 3 N电池可在0.1 mA cm下稳定循环9000小时−2 under 0.1 mA h cm −2和Li@LiF-Li 3 N/Li 6 PS 5 Cl/Li@LiF-Li 3 N cell 在0.1 mA cm −2 under 10下实现8000 h的稳定Li沉积/剥离毫安时厘米-2。三电极电池证明了Li@LiF-Li 3 N/Li 10 GeP 2 S 12或 Li 6 PS 5 Cl 界面中锂电镀/剥离的动态稳定性得到改善。因此,LiCoO 2 /electrolytes/Li@LiF-Li 3 N batteries with Li 10 GeP 2 S 12和 Li 6 PS 5 Cl 在 1 C 下表现出 500 次循环的显着循环稳定性,容量保持率分别为 93.5 % 和 89.2 %。





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更新日期:2023-01-23
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