Исследовательская группа под руководством профессора Чэнь Гуйчжу из Института физики Китайской академии наук успешно создала стеклообразную литий-ионную проводящую сеть и разработала аморфные твердые электролиты на основе хлорида тантала с высокой литий-ионной проводимостью. Результаты исследования были опубликованы в журнале Американского химического общества (ACS).
Аморфные твёрдые электролиты обладают рядом уникальных преимуществ по сравнению с керамическими твёрдыми электролитами. Благодаря своей присущей стеклообразной сетке они обеспечивают тесный контакт твердого тела с твердыми телами и необычайную литий-ионную проводимость. Кроме того, аморфные твёрдые электролиты способствуют быстрой литий-ионной проводимости и перспективны для реализации эффективного использования катодов большой емкости и стабильного циклирования, что значительно увеличивает плотность энергии полностью твердотельных литиевых батарей (ASSLB).
Однако до сих пор разработка аморфных твёрдых электролитов с высокой литий-ионной проводимостью и идеальной химической (или электрохимической) стабильностью оставалась сложной задачей. Исследователи из Института физики Китайской академии наук предложили новый класс аморфных хлоридных твёрдых электролитов с высокой литий-ионной проводимостью, продемонстрировавших отличную совместимость с высоконикелевыми катодами. Это позволило реализовать ASSLB с высокой плотностью энергии, широким диапазоном температур и стабильным циклированием.
Исследование структурных особенностей аморфной матрицы хлорида тантала показало, что она обладает уникальной стеклообразной сетью с высокой плотностью литий-ионных проводящих путей. Кроме того, исследователи обнаружили, что добавление небольшого количества фтора в состав аморфного хлорида тантала может значительно улучшить его ионную проводимость и стабильность при высоких температурах.
Разработанные аморфные хлоридные твёрдые электролиты на основе хлорида тантала обладают рядом преимуществ, включая высокую литий-ионную проводимость, хорошую химическую стабильность, широкую электрохимическую стабильность и отличную совместимость с высоконикелевыми катодами. Это делает их перспективными материалами для создания высокоэнергетических ASSLB.
Источник:
Фэн Ли и др., Аморфные хлоридные твердые электролиты с высокой литий-ионной проводимостью для стабильного циклирования твердотельных катодов с высоким содержанием никеля ( Feng Li et al, Amorphous Chloride Solid Electrolytes with High Li-Ion Conductivity for Stable Cycling of All-Solid-State High-Nickel Cathodes), Journal of the American Chemical Society (2023). DOI: 10.1021/jacs.3c10602
-------------------------------------
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, реакциями и комментариями, а также подписавшись на наши страницы на других площадках и на сервисе поддержки авторов Бусти. Ссылки найдёте в описании канала. Заранее спасибо!
