固態鋰電池具有能量密度高、安全性高等優點,但現有的固態電解質(SSES)無法滿足電池執行的嚴格要求。
圖1固態鋰電池面臨的問題和不同電解質的比較。
徐繼靜,吉林大學合成了一種新型的多金屬氧酸鹽SSES(Li3PW12O40和Li3PMO12O40),具有良好的介面相容性和化學穩定性,克服了傳統SSE的侷限性。 研究表明,通過優化Li3PW12O40的三維Li+遷移網路,0高離子電導率:89 ms cm1 和 0低活化能,為23 EV。 此外,Li3PW12O40具有較寬的電化學穩定性視窗,可以同時適應鋰陽極和高壓陰極。
圖2Li3PW12O40的表徵。
因此,李麗3PW12O40 Lini05co0.2mn0.3O2製備的全固態鋰金屬電池的截止電壓為4在 35 V 電壓下,它顯示多達 100 個穩定迴圈,面容量超過 4 mAh cm2,售價為 5 美元68公斤1成本競爭力。 此外,通過同構取代得到與Li3PW12O40同源的Li3PMO12O40,可與Li3PW12O40形成低電阻介面。 Li3PW12O40和Li3PMO12O40在鋰空氣電池中的應用進一步證明了可以獲得較長的迴圈壽命(650次迴圈)。 總體而言,該策略為構建高效且可擴充套件的固態多氧氧代金屬酸鹽電解質提供了一種簡單、低成本的策略。
圖3li/ li3pw12o40/lini0.5co0.2mn0.3O2電池效能。
polyoxometalate li3pw12o40 and li3pmo12o40 electrolytes for high-energy all-solid-state lithium batteries. angewandte chemie international edition 2023. doi: 10.1002/anie.202317949