复合固体电解质中离子和电子迁移的研究

宁波材料技术技术与工程研究所(NINGE)高级锂离子电池工程实验室研究人员欧洲杯足球竞彩中国科学院欧洲杯线上买球(CAS)已经确定了复合固体电解质(CSES)中的离子和电子迁移的机制。

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这是在导电原子力显微镜(C-AFM)的帮助下完成的,这使得更容易设计高性能固体电解质。该研究发表在储能材料欧洲杯足球竞彩日报》。

与传统的锂离子电池相比,以固体材料为电解质的固态电池具有更高的安全性和能量密度。欧洲杯足球竞彩作为固体聚合物电解质(spe)和无机固体电解质(ISEs)的组合,CSEs表现出高的离子电导率和与电极的良好接触。但锂离子和无机粒子的迁移作用仍有争议。欧洲杯猜球平台

为了解决这个问题,蔡申博士和他在NIMTE的合作者们创造了李7.LA.3.Zr.2O.12.- 氧化物(LLZO-PEO)具有各种比例的LLZO,即0,50,75wt%。

c-AFM由一个定量纳米机械测量模块(QNM)提供动力,该模块收集了样品的形貌和电流,同时获得了力学信息。利用原子力显微镜(c-AFM)研究了温度和LLZO含量对CSEs中电子和离子迁移的影响。

在低温条件下,无论LLZO含量如何,锂离子只能沿非晶态PEO运动。LLZO的增加导致了LLZO与PEO界面处PEO非晶态区域的发展,从而降低了PEO的玻璃化转变温度和结晶度。

在高温下,当加入少量(0和50 wt %)的LLZO时,锂离子大多沿非晶态PEO迁移。欧洲杯猜球平台当LLZO含量(75 wt. %)增加时,LLZO粒子在PEO基体中形成了一个恒定的离子导电网络,然后锂离子通过LLZO粒子迁移。欧洲杯猜球平台

与电子电流相比,AS制备的电解质表现出显性的锂离子迁移,该锂离子迁移大幅增加了三个数量级。此外,来自PEO的电子电流远远大于LLZO,这表示LLZO的增加可以增强CSE的电子绝缘。

此外,由于LLZO的高模量和未突出的绝缘性能,预期将LLZO添加到电解质中以阻止锂阳极中Li树枝状的生长。

本研究表明,无机颗粒含量和工作温度对CSE的性能的影响,可更好地了解固态电池CSE的设计和生长。

期刊参考:

沉,C.,。(2021)使用导电原子力学显微镜揭示复合固态电解质中的离子和电子迁移机理。储能材料欧洲杯足球竞彩doi.org/10.1016/j.ensm.2021.04.028

来源:https://english.cas.cn/

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