赵金保教授课题组

研究前沿

12μm超薄石榴石陶瓷骨架实现高能量密度固态锂金属电池

 有机-无机复合电解质可以很好地弥补有机与无机两种固态电解质的不足。特别是利LLZO陶瓷粉作为活性填料与聚合物共混,改善电解质的力学性能、提高离子电导率、抑制枝晶生长等方面的研究得到了广泛的研究,并取得了很大的进展。然而,有机-无机复合电解质的厚度仍然是一个需要解决的问题,这对电池的能量密度有至关重要的影响。因此,开发一种超薄固态电解质具有重要意义,该超薄固态电解质包含非惰性载体,可以在输送锂离子的同时避免粉体团聚,从而获得更好的电化学性能。

  通过流延成型方法制备了柔性自支撑Li6.5La3Zr1.5Ta0.5O12(LLZO)陶瓷骨架。随后,通过在陶瓷骨架(CS-CSSE)中对乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(ETPTA)进行原位UV固化,实现了具有3D互连结构的12µm厚的CSSE。该设计包括烧结LLZO陶瓷,可以避免无机相的不均匀分布并调节离子迁移。同时,交联的ETPTA聚合物电解质有助于降低界面阻抗。此外,连续两相界面还可以为Li+提供快速传输通道。

原文链接:https://doi.org/10.1002/aenm.202204028

(李新宇)


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