研究人员分析石榴石固体电解质的储存特性 促进开发下一代高能量密度电池
据外媒报道,最近在《ACS应用能源材料》(ACS Applied Energy Materials)杂志上发表的一篇文章中,研究人员提出对石榴石固体电解质储存时的空气稳定性和表面化学的见解。
(图片来源:ACS)
背景
随着开发固态锂金属电池(SSLMBs)的进程进一步加快,人们有望实现下一代高能量密度电池,解决液体锂离子电池的安全问题。在众多固体电解质中,氧化物固体电解质(OSEs)脱颖而出,因其具有良好的机械性能、热稳定性和化学稳定性,并且易于制造。
其中富锂石榴石型Li7La3Zr2O12(LLZO)具有较强的离子导电性,以及更好的锂金属负极电化学/化学稳定性,是最有前途的OSEs之一。近十年来,在材料制备、阳离子替代品和掺杂剂、离子传输机制、离子电导率和界面工程方面,LLZO都取得了重大进展。
但对其空气稳定性的关注相对较少。这个问题同样重要,因其对LLZO储存、处理和在SSLMBs中的实际应用起着关键作用。详细了解空气钝化层(APL)响应机制和阻抗特性,能够促进技术开发,提高SE/Li界面质量,并简化电池组装。然而,就APL分析而言,一般的表征技术是不可行的。
关于这项研究
在此项研究中,研究人员探讨Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12(LLZTO)的空气稳定性,包括不稳定的起源、APL参数和空气钝化机理。第一项工作集中于开发一种系统性方法,以研究LLZTO基于空气稳定性的特性,例如APL的影响因素、厚度、微结构、组分和阻抗等。
研究人员还探讨了空气钝化机理和不稳定性的成因。第二个目标是,评估APL对界面电阻的影响,研究APL的热稳定性,并改进退火工艺,以减轻APL对Li/LLZTO界面的不利影响。
该团队使用未抛光、新溶解的LLZTO陶瓷截面,研究空气不稳定性。对脆性陶瓷施加抛光技术,会导致表面形成机械损伤层,引起明显的化学和形态变化。研究人员对三种不同的LLZTO形态(即陶瓷截面、粉末和颗粒)的储存特性进行了长时间的研究,并探讨了不同温度下热处理恢复效果,以及相关的电学性能。
研究人员通过15级X射线光电子能谱(XPS)深度剖析,分析刚刚溶解的LLZTO截面上APL中的化学键联和元素含量变化。作为溅射深度函数,这类表征可以显示上述特征的连续演变。研究人员评估了APL对界面电阻的影响,探讨APL的热稳定性,并进一步改进了一种退火技术,以减轻APL在“Li/LLZTO”界面上的不利影响。
观察结果
根据15级X射线光电子能谱深度剖析和热重分析,APL中主要污染物为Li2CO3、LiOHxH2O和Li6.4xHxLa3Zr1.4Ta0.6O12,且浓度随暴露时间的延长而增加。通过Li+/H+交换反应生成LiOHxH2O,是产生APL的关键步骤。它们在700℃时完全溶解,只形成少量的贫锂相(即La2Zr2O3)。经过700℃热处理3小时后,可有效去除表面APL污染层,使表面形态和特征得到恢复。
Li/LLZTO的界面阻抗从2 0 0Ω下降到3,临界电流密度从0.2增加至0.6 5 mA cm-2。在0.1 mA cm-2的电流密度下,对称Li/LLZTO/Li电芯可以工作4000小时以上。在更大的0.2 mA cm-2电流密度下工作超过1000小时,未记录到明显的短路信号。
结论
综上所述,此项研究阐明了,作为一种可行而简单的方法,在700°C下进行3 h热处理,可完全去除表面APL。研究人员认为,这些发现增加了对LLZTO空气稳定性的认识,并为在实际应用中使用石榴石基SSLMBs铺平了道路。此外,这种系统方法可能引发更为广泛的与固体电解质空气稳定性相关的挑战性研究。
结果表明,改善界面接触,是Li/LLZTO/Li电化学性能显著提高的原因。这些研究结果有助于更好地理解LLZTO的空气稳定性,并对所产生的污染层提供系统的描述。该团队强调,这项技术可能会推动对更大的固液电解质系统中空气稳定性的挑战性研究,所提出的热处理方法,可以作为对LLZTO深入进行表面改性的关键前处理步骤,为未来全固态电池的应用铺平道路。
相关阅读
-
04-22
-
04-22
-
04-22
-
04-22
-
04-22
-
04-22
-
04-22
推荐阅读
-
金融稳定报告:大宗商品市场面临“严重压力”
IMF在一份金融稳定报告中警告称,大宗商品市场面临严重压力。由于全球经济摆脱新冠疫情限制,以及俄乌战争导致关键大宗商品出口国地区与世更多
2022-04-20 14:08:30
-
天马微电子拟330亿元投建第8.6代LCD产线计划量产
4月12日,天马微电子发布公告,拟总投资330亿元在厦门投资建设第8 6代LCD产线,以车载、IT显示屏等为目标市场。据记者统计,未来约有6条面更多
2022-04-20 11:36:03
-
16.97%大股东清仓减持,爱婴室股价跌超三成
A股罕见的超高比例减持计划来了。4月18日晚间,母婴零售第一股爱婴室(603214)披露公告称,持股公司16 97%的股东PartnersGroupHarmoniousBab更多
2022-04-19 11:10:30
-
“买个冰柜,就可以放心大胆地囤货”,冰箱、冰柜
买个冰柜,就可以放心大胆地囤货,大清早,商场一开门,杭州的张先生就去询问冰柜价格等情况。张先生近日在家中购置了几千元物资,为存放物更多
2022-04-18 19:52:44
-
Intel承诺2030年前实现全球业务100%使用可再生电力
气候变化和温室气体减排已经是全球性的议题,身为科技巨擘的Intel自然不会置身事外。据Intel官方,该公司承诺在2040年前,实现所有运营业务更多
2022-04-18 08:46:44
-
21.8亿美元!全球最大晶圆代工商台积电一季度营收
据国外媒体报,当前全球最大的晶圆代工商台积电,已经披露了他们3月份的营收,一季度的营收也随之出炉,达到了4910 76亿新台币,也就是接近更多
2022-04-13 10:34:28
-
中国社科院:2022年一季度经济增速预判为6.8%
4月12日,中国社科院重大经济社会调查项目包容性绿色发展跟踪调查(IGDS)举行2022年一季度调研的新闻发布会。调研结果显示,受访者认为经济更多
2022-04-12 16:15:37
-
清华大学团队首次实现通信距离达到100公里
近年来,量子安全直接通信取得了快速进展,对于实际应用,提高安全信息速率和通信距离等性能很重要。近日,清华大学团队首次实现通信距离达更多
2022-04-12 08:55:54
时尚热图
热门标签
3.95亿元!经纬恒润再...
增收不增利!桃李面包...
分析师预计:三星9月...
2026年全球电池储能市...
海康威视发布2021年年...
微软发布AD特权升级警...
苹果屏下FaceID最新专...
京东总裁徐雷将出任京...
亚太地区人工智能支出...
网红筋膜枪,到底有多...
《原神》2.2版本大更...
LOL:他们几个很强,...
LOL手游值得练习的6个...
王者荣耀:孙行者上架...
雅典娜18888金币英雄...
《英雄联盟手游》正式...
《堡垒之夜》被苹果拉...
mazon Games宣布他们...
PowerA主题手柄:续航...
银行股终于有了起色 ...
-
今日必看
-
精彩话题
-
资讯播报
- 福特发布林肯Star电动SUV概念车
- 研究人员分析石榴石固体电解质的储存特性 促进开发下一代高能量密度电池
- 日本:2023年底5G移动通信网人口覆盖率提升至95%
- 中国广电集团申请多个5G商标,经营范围新增5G通信
- 博鳌建成自动驾驶试点,文远知行车队投入试运行
- 天纳克推出先进的混合摩擦复合材料
- 特斯拉测试车内WiFi热点功能 支持多家运营商
- 最新报告:2022年全球半导体零部件供需缺口缩小
- 德国3月电动汽车销量下滑6%
- 重磅!亚马逊云科技入选教育部第一期供需对接就业育人项目名单
- 2.785亿美元!亚马逊星链项目获太空通信合同
- 雪铁龙C4小型厢式车将于7月停产
- 广汽丰田、广汽本田等车企出现部分产线停产、半停产
- 林肯发布全新概念车 2025年前将推三款纯电车型
- “死磕”混动背后:车市出现新的胜负手
- 宁德时代上海临港工厂已复工复产
- 广汽埃安首个超级充换电中心在广州建成
- 有性能还节能 帝豪L Hi·X将于4月26日正式上市
- 中国联通魏文豪:“三管齐下”助力新型数据中心建设
- 奔驰C、凯美瑞各自领跑,B级车市迎焕新潮
- 一季度A级车:朗逸企稳 秦PLUS闯进前三
- 中国铁塔采购室分系统与医疗设备间干扰共存理论研究服务
- 中国移动2022年Q1营收2273亿元,同比增长14.6%
- 中国联通3月5G套餐用户新增575.7万户,累计达1.71亿户
- 中国移动3月5G套餐客户净增4112.4万户,累计达4.66551亿户
- 欣旺达上调动力电池售价,2022年板块营收目标或为百亿
- 有凯迪拉克XT4相伴 来一场说走就走的旅行
- 全新一代路虎揽胜正式上市
- 深蓝能让长安达成所愿吗?
- 中国联通已完成车联网卡实名登记管理功能平台TI和T2接口对接
- 拓普集团Q1实现净利润3.86亿元,今年重点发力汽车电子
- 盖世汽车2022首届中国汽车及零部件出海云论坛顺利结束
- 韩国开发出全球首个基于纤维的白色OLED 或可用于车辆设计
- Seeing Machines与麦格纳合作开发DMS演示器
- 长城坦克300将于4月22日恢复生产,此前因供应商停工而暂停生产
- 软件定义汽车 福瑞泰克加速高阶自动驾驶量产落地
- 传松下美国新电池厂将获近7亿美元激励资金
- dSPACE与cogniBIT合作 将人类驾驶员行为整合到自动驾驶仿真中
- Excelfore和IIJ Global达成合作 开发互联汽车车载软件的安全产品
- Cannabix Technologies开发非接触式酒精呼气检测技术 可用于车辆驾驶舱
- 上下游产业资本竞投杉杉锂电
- MIT研究人员使用AI预测其他道路行为 提高自动驾驶安全
- 雷诺俄罗斯3月销量下跌64%
- Netradyne扩展Driver•i平台功能 更好地服务车队
- 车云计算如何赋能车企的数字化转型?
- 特斯拉Q1强劲业绩将助马斯克解锁230亿美元薪酬
- 中国研究人员开发高性能纳米填料 有效增强橡胶复合材料
- 网商银行将逐步暂停支付宝提现或转入Ⅱ类账户
- 【研报】磷酸铁锂电池预估2024年全球装机量占比将超过60%
- 行动点亮地球!2022地球日,与北汽一起为地球应援
- 本土企业齐发力,长安UNI-V核心零部件配套供应商一览
- 再启两项缺陷调查 NHTSA与特斯拉“冲突”持续升级
- 防微杜渐 沙盒监管能否消除汽车安全隐患
- 宝马:计划2025年底累计交付200万辆纯电动车型
- 特斯拉股东对马斯克提起禁言令被驳回
- 3月SUV销量TOP10:冠亚军全是新能源,自主5车上榜
- 配双激光雷达+carlog 智己L5效果图首曝
- 宁德时代子公司获宜春锂矿探矿权
- 集度,还能再快?
- 丰田因软件故障在美国召回45.8万辆汽车
- 配贯穿式大屏/交互功能灯 几何E内饰官图发布
- 欣旺达宣布电池产品涨价 此前获“蔚小理”投资超10亿
- IBM一季度营收142亿美元同比增长8%,混合云营增长14%
- “双碳”背景下,涂料行业如何向低碳环保方向转型?
- 虚实之间,「池」骋天地 | 敏捷电芯制造如何赋能企业竞争力
- 国轩高科携手吉利商用车三年锁定12.6万套
- 布局北京氢能市场 福田汽车与中国石化共同投资相关公司
- 长安汽车再发涨价函,UNI-K iDD指导价上涨6000元
- 国轩高科为吉利商用车供应动力电池,三年锁定12.6万套
- 责任重组,大众集团将把更多权力下放到品牌和地区
- 舍弗勒将在欧洲本土采购稀土磁体,加速向全球主要电机供应商转型
- 理想汽车在杭州成立新公司 注册资本2.5亿人民币
- 楷登电子推出Fidelity CFD软件 可用于汽车等领域
- 新“视”界 | 一文看懂ADAYO华阳电子外后视镜
- 现代汽车申请虹膜认证系统专利
- Synopsys推出新神经处理器IP 实现业界最高性能
- 金融稳定报告:大宗商品市场面临“严重压力”
- 工信部:我国工业互联网产业规模已迈过万亿元大关
- 上市一年多就达千万台,VR/AR硬件市场规模快速增长
- 在无硬件、无协议栈的情况下,Classic AUTOSAR SWCs软件系统如何测试?
- IonQ与现代汽车进一步合作 利用量子技术提高车辆的物体识别能力
- 马斯克愿自掏腰包将推特私有化
- 传迈凯伦考虑任命前法拉利高管为CEO
- 天马微电子拟330亿元投建第8.6代LCD产线计划量产
- 大陆俄罗斯工厂重启轮胎生产
- 分析:电池价格大涨并未浇灭消费者热情
- TomTom与Maxar扩大合作 实现更全面的可视化解决方案
- 造车玩法变了 一图get软件定义汽车四大新趋势
- 麦格纳LG合资公司在墨西哥建厂 将向通用汽车供货
- 上海工厂短暂停产,特斯拉Q1业绩承压
- 研究人员从废旧电池材料中回收氧化锌 用于增强环氧树脂复合材料
- Stellantis停止在俄罗斯生产汽车
- 3月轿车销量TOP10:宏光MINIEV强势夺冠,逸动再上榜
- 数字化转型浪潮下 一汽红旗做了些什么?
- 丰田投资3.83亿美元在美国生产四缸发动机
- 泊知港领衔沙利文发布2021中国智慧停车市场调研报告
- 3.95亿元!经纬恒润再刷新新股弃购纪录:33.73%
- 【国际快讯】特斯拉Q1盈利承压;大陆俄罗斯工厂重启轮胎生产;麦格纳和LG在墨西哥合作建厂
- 杭州、宁波汽车产业链供应链应急中转接驳站投入使用
- 全新雷克萨斯RZ将20日晚首发