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?華科余創AFM:SnF2誘導多功能界面穩定的全固態鋰金屬電池

?華科余創AFM:SnF2誘導多功能界面穩定的全固態鋰金屬電池
與傳統的液態電解液鋰離子電池相比,全固態鋰電池因其更高的安全性和能量密度而受到廣泛關注。鋰硫銀鍺礦材料具有高離子電導率、低晶界電阻和良好的機械性能,是一種前景廣闊的固態電解質(SE)。然而,由于鋰硫銀鍺礦電解質對裸鋰金屬陽極的化學/電化學穩定性較差,阻礙了它們在全固態鋰金屬電池(ASSLMB)中的應用。
?華科余創AFM:SnF2誘導多功能界面穩定的全固態鋰金屬電池
圖1.?Li-SnF2復合陽極的構建及表征
華中科技大學余創等提出了一種簡單的策略,即通過商用SnF2粉末與熔融鋰的轉化反應,合理設計出一種具有連續離子導電相的高性能Li-SnF2復合陽極。研究發現,Li-SnF2復合陽極在界面上形成了Li22Sn5合金和LiF的復合導電相。
此外,Li-SnF2復合陽極/Li5.5PS4.5Cl1.5界面還能誘導出均勻的LiCl固體電解質相。原位EIS、XPS和SEM測試證實,采用Li-SnF2復合陽極和Li5.5PS4.5Cl1.5的電池顯示出均勻穩定的固態電解質/陽極界面,這是由于在固態電解質/陽極界面上形成了復合固態電解質間相,從而保持了穩定的界面和均勻的鋰沉積。
?華科余創AFM:SnF2誘導多功能界面穩定的全固態鋰金屬電池
圖2.?對稱電池性能
受益于上述優勢,在0.5 mA cm-2的條件下,對稱電池表現出300小時以上的長時間穩定循環性能。此外,LiNbO3@NCM712/Li5.5PS4.5Cl1.5/Li-10%SnF2電池在0.1C條件下的初始放電容量高達170.9 mAh g-1,在0.5C條件下循環500次后仍能保持72.9%的初始容量。總體而言,Li-SnF2復合陽極的表面處理方法可制備具有優異電化學性能的全固態鋰金屬電池。
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圖3.?全電池性能
SnF2-Induced Multifunctional Interface-Stabilized Li5.5PS4.5Cl1.5-Based All-Solid-State Lithium Metal Batteries. Advanced Functional Materials 2024. DOI: 10.1002/adfm.202314306

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