薄而坚固的固体电解质层对于实现锂离子电池(LIBs)之外的全固态电池(ASSB)的理论能量密度至关重要。近日,大邱庆北科学技术院Yong Min Lee、韩国电子通信研究院Young-Gi Lee提出了一种简单但实用的策略,使用具有35%开口面积的5µm多孔聚乙烯隔膜作为支撑结构来制造薄固体电解质膜。
本文要点:
1) 即使在涂覆Li6PS5Cl(LPSCl)固体电解质复合材料后,这种基于框架的固体电解质(f-SE)膜的厚度也可以降低到≈45µm。尽管与厚LPSCl颗粒相比离子电导率略低,但f-SE膜在Li||Li对称电池中具有高电导率和低过电位。
2) 与具有传统LPSCl颗粒的电池相比,它们结合到LiNi0.7Co0.15Mn0.15O2全电池中增加了可逆容量和倍率性能。f-SE膜电池在250次循环中表现出优异的循环稳定性,同时保持高容量保留和库仑效率。此外,f-SE膜显著增加了ASSB的能量密度(314 Wh kg−1)。这些结果突出了f-SE膜在提高ASSB的机械性能和能量密度方面的关键作用,从而为下一代锂电池技术的发展做出贡献。
Dohwan Kim et.al Thin, Highly Ionic Conductive, and Mechanically Robust Frame-Based Solid Electrolyte Membrane for All-Solid-State Li Batteries Adv. Energy Mater. 2023
https://doi.org/10.1002/aenm.202302596