锂枝晶生长降解陶瓷电解液的退火后修复效应

日本丰田工业大学电气与电子信息工程系和卡尔加里大学化学系的一个研究小组研究了后退火对修复因锂枝晶生长而降解的锂石榴石固体电解质的作用。

退火后固体电解质的离子电导率略低于退火前，但仍保持在10以上^-4年代厘米^-1在室温下。电化学结果表明，在另一种全固态锂电池中，由于锂枝晶的生长而降解的固体电解质有可能再次使用。

细节

日本丰田工业大学电气与电子信息工程系和卡尔加里大学化学系的一个研究小组研究了后退火对修复因锂枝晶生长而降解的锂石榴石固体电解质的作用。

退火的固体电解质的离子电导率略低于电解质之前的电解质，但保留良好超过10^-4年代厘米^-1在室温下。

电化学结果表明，在另一种全固态锂电池中，由于锂枝晶的生长而降解的固体电解质有可能再次使用。他们的研究结果发表在《ACS》杂志上应用能源材料欧洲杯足球竞彩2020年12月7日。

用于利用固体电解质的固体无机锂离子导电材料的开发对于高度安全可靠的下一代全固态锂（LI）电池的开发至关重要。欧洲杯足球竞彩

在各种氧化物基固体电解质材料中，有一种分子式为Li的石榴石型氧化物欧洲杯足球竞彩₇LA._3.Zr₂O₁₂（LLZO）由于其在室温下的高锂离子电导率，优异的热性能和对LI金属的高稳定性，因此引起了相当大的关注。

虽然使用LI金属具有大的重力理论能力（= 3,860 MAH G.^-1）和作为负极的最低氧化还原电位导致电池的高能量密度，在LLZO和Li金属电极之间形成固体界面是主要的缺点。

在多晶LLZO中，界面连接不良导致了Li镀层不均匀和Li枝晶的晶间渗透。当电池在高电流密度下循环时，这种影响是突出的，导致内部短路故障。

当然，短路故障预防技术的建立，对于以锂金属为负极的全固态电池的发展也有广泛的研究。相反，从有效利用材料资源的角度来看，从固态电池中提取的LLZO在发生短路故障后可以重复使用的可能性值得考虑。如果Li枝晶在LLZO中的传播量较小且短路区域高度局域化，则可以通过去除其中的Li枝晶来重复使用LLZO。

第一次，日本丰田工业大学电气与电子信息工程系和卡尔加里大学化学系的一个研究小组研究了一种石榴石型ta -取代LLZO (Ta-LLZO)陶瓷固体电解质的可重复利用性，该电解质在锂金属渗透过程中被短路或降解Li/Ta-LLZO/Li对称电池的电化学镀锂/剥离试验

通过Li Dendrite渗透的降解后，从测试电池中除去Ta-LLZO，然后在乙醇中除去用Ta-LLZO附着的Li金属电极。之后，TA-LLZO在800-900ºC的空气中退火几个小时。确认退火的TA-LLZO与如制备的退火表示锂离子电导率略低，但保持良好的电导率高于10-4厘米^-1在室温下。

退火后的Ta-LLZO电导率略有下降，主要是由于其端面附近杂质相的形成和结构的变化，降解程度取决于Li枝晶穿透的面积大小。此外，还可以在另一对称电池中进行退火Ta-LLZO的镀锂/剥离。

该研究团队认为，通过优化退火次序条件，可以进一步减轻退火的LLZO中的锂离子电导率的降解，得到的结果可以用作重用短路循环或降解的LLZO作为固体电解质的基本信息在另一个固态Li电池中。

来源：https://www.tut.ac.jp/english/