电气化交通和增加可再生能源的使用通常被认为是最有效的策略实现可观的减少温室气体(GHG)排放。这两种策略需要转换的能量储存技术的发展。固态锂电池(磅)是最具吸引力的能源存储技术之一,如上所述电池杂志。
燕,S。,et al。(2021)。钙钛矿锂金属电池固态电解质。图片来源:微笑战斗/ Shutterstock.com
磅是充电电池,最初于1991年向公众提供索尼公司。磅有别于传统的镍镉(镍镉),铅酸(Pb-acid),镍氢(镍氢2),银(Ag-Zn)电池,他们有一个大大大的功率密度。
可再生能源使用磅
有机液态电解质,另一方面,高昂的可燃性和有限的热稳定性,这是一个典型的安全问题对传统磅。固态电解质(ss)可以用来代替液态电解质来克服这个问题。
能源或电力与固体氧化物电池电极和电解质可能功能更广泛的温度范围内,提高阴极和阳极反应,导致更快的放电/充电速率。党卫军也提供了一个更大的电化学窗口,使他们更适应高压阴极材料和锂金属阳极,从而提高能量密度(70%)和伦敦商学院的循环性能。亚博网站下载
Ragone块锂电池。图片来源:燕,S。et al,电池杂志
ss可以提供最安全的电池功率密度最高的空中和地面车辆满足用电当搭配Ni-rich氧化物陶瓷阴极和阳极金属锂。聚合物、无机(例如,基于陶瓷氧化电解质)和混合电解质都是党卫军的例子。作为现场技术,独立的聚合物电解质可能创建使用适当的交联剂和聚合。
制作凝胶聚合物电解质具有很强的电化学特性和良好的界面接触电极。最近进展领域的聚合物电解质。不幸的是,他们的离子电导率仍然限制在环境温度。
钙钛矿,NASICON-type、石榴石和LISCON-type无机氧化物党卫军是最常见的。混合polymer-ceramic系统,如钙钛矿或LLTO,包括陶瓷填料与石榴石分散到聚合物基质。
高粮食LLTO阻力
尽管存在许多吸引人的特性,LLTO的晶界电阻高,导致总离子电导率低环境温度,使结合LLTO党卫军磅一个严重的困难。谷物和谷物边界影响整体离子电导率。研究人员所使用的最常见的方法来提高整体的某些电解质的离子电导率是改变颗粒边界的构成。
典型的LLTO (La的发展时间表2 x / 3李3 xTiO3)在锂金属电池固态电解质(ss)。图片来源:燕,S。et al,电池杂志
另一种选择是增加LLTO的密度和减小晶粒尺寸,描述在接下来的段落。LLTO变化的形态,如随机或安排一维LLTO纳米纤维是一种有效的技术来提高整体的离子电导率。
一维LLTO纳米纤维具有高表面体积比例可以增加的数量连续ion-conducting渠道相比LLTO粒子。yabo214
晶界在LLTO
晶界电阻发生表面微晶之间LLTO矩阵,它可以阻碍锂离子迁移的途径,降低颗粒间的电导率。之间的不匹配LLTO晶界,由Ti-O二进制结合2 - 3单元厚度,称为晶格不匹配。
当大多数粮食边界LLTO矩阵之间的结构和化学变化来补偿随机取向的附近LLTO谷物、晶格失配发生[73]。因为它不是积极有利的锂离子住宿或迁移,晶界电导是虚弱的。
调整LLTO晶界组成,如前所述,可能是一个有效的策略来降低晶界电阻。掺杂剂的引入到A-sites和/或组件的水晶体B-sites LLTO通过创造更多的内在缺陷是一个成功的方法。一个非晶涂层或价离子是另一个选择。
层涂料
大多数研究使用金属层涂层(例如,非盟,Ag)和铜)作为中间在对称的细胞保护LLTO电影反应的锂金属阳极电导率测量。已经成功使用garnet-type电解质的一个策略是使用一个界面层与增加稳定(动能或通过发展稳定的SEI PEO-based电解质膜等)。使用金属氧化物是一种选择。
示意图的图片路径的锂离子当LLTO (a)孤立的纳米粒子;yabo214(b)随机纳米线;和(c)很好地结合纳米线。图片来源:燕,S。et al,电池杂志
很少有报道LLTO电解质层铸造技术。一些发表了关于如何改变分散剂的比例等几个因素,粘结剂,塑化剂比例,实际的和粘结剂和增塑剂,改善浆成分和干燥条件。
的机械完整性和堆积压力,LLTO陶瓷薄膜是脆弱的,使电池施工困难。叠加压力保持卓越的层之间的连接,同时必须应用最小损害党卫军。党卫军可能防止开裂和压裂等缓冲层镀镍海绵。
引用
燕,S。,et al。(2021)。钙钛矿锂金属电池固态电解质。电池杂志。2021年11月7日。https://www.mdpi.com/2313-0105/7/4/75
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