新研究揭示全固態(tài)電池的熱穩(wěn)定性增強

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

由有機液體電解質(zhì)供電的傳統(tǒng)鋰離子電池長期以來一直與火災(zāi)和爆炸的高風(fēng)險聯(lián)系在一起。為了減輕這些危險，研究界已將注意力轉(zhuǎn)向利用不易燃無機固體電解質(zhì)的 ASSB 。

在追求下一代固態(tài)電池的過程中，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。

研究團隊取得了重大突破，探索了使用鹵化物基固體電解質(zhì)來增強熱穩(wěn)定性。通過用鹵化物對應(yīng)物(例如 Li 3 InCl 6 )替代硫化物固體電解質(zhì)，該團隊觀察到氧化穩(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的分解并通過吸熱相變過程抑制可燃?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 )具有類似的積極結(jié)果。主要作者 Sangpyo Lee 強調(diào)了這些發(fā)現(xiàn)的重要性，指出它們提供了一種增強固態(tài)電池?zé)岱€(wěn)定性的新方法，并為未來的安全電池系統(tǒng)提供了基本的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

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