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孫學良&岑俊江Nature子刊：全固態(tài)鋰電池新發(fā)展！

來源：時間：2023-07-18 09:24:27 瀏覽：2193次

第一作者：Shumin Zhang和Feipeng Zhao

通訊作者：岑俊江教授和孫學良院士

通訊單位：加拿大西安大略大學

DOI: 10.1038/s41467-023-39197-8

研究背景

固態(tài)電解質（SEs）對于提高全固態(tài)電池（ASSBs）的安全性、周期性和在不同溫度下的兼容性至關重要。基于此，孫學良院士和岑俊江教授等人報道了一種新的非晶固態(tài)電解質——xLi₂O-MCl_y（M=Ta或Hf，0.8≤x≤2，y=5或4），在25 ℃和-10 ℃下均表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學性能。該工作展示了氯氧化物非晶固態(tài)電解質的廣闊前景。

文章要點

1、實驗結果表明，xLi₂O-MCl_y非晶固態(tài)電解質中豐富的末端氯氧連接陰離子對鋰離子的快速傳導起著重要的作用。

2、xLi₂O-MCl_y非晶固態(tài)電解質在25 ℃下可達到6.6×10^-3 S cm^-1的理想離子電導率，是已報道的非晶固態(tài)電解質中最高的數(shù)值之一，可與晶體電解質相媲美。此外，xLi₂O-TaCl₅非晶固態(tài)電解質在400 mA g^-1下可實現(xiàn)全固態(tài)電池的長循環(huán)壽命（充/放電次數(shù)超過2400次）。

圖文展示

圖1.xLi₂O-MCl_y非晶態(tài)材料的合成與鑒定

圖2.xLi₂O-TaCl₅和xLi₂O-HfCl₄的鋰離子電導率和擴散行為

圖3.xLi₂O-TaCl₅非晶態(tài)SE的結構表征和混合陰離子功能

圖4.xLi₂O-TaCl₅非晶態(tài)SEs的局部結構分析

圖5. 1.6Li₂O-TaCl₅或1.5Li₂O-HfCl₄制備ASSBs的電化學性能

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