高导电氯化物电解质,公斤级反应验证!孙学良院士,AM!

360影视 2025-01-18 18:04 2

摘要:基于此,2024年11月12日,宁波东方理工大学孙学良院士/李晓娜副教授、有研(广东)新材料技术研究院固态电池研究中心梁剑文在国际期刊Advanced Materials发表题为《Oxychloride Polyanion Clustered Solid-St

研究概述

固态电解质(SSEs)在高能量全固态电池的发展中起着至关重要的作用。

然而,大多数采用的机械球磨和或高温退火方法对于大规模合成来说是无效的。

基于此,2024年11月12日,宁波东方理工大学孙学良院士/李晓娜副教授、有研(广东)新材料技术研究院固态电池研究中心梁剑文在国际期刊Advanced Materials发表题为《Oxychloride Polyanion Clustered Solid-State Electrolytes via Hydrate-Assisted Synthesis for All-Solid-State Batteries》的研究论文。

在此,研究人员基于碱金属氯化物、AlCl3和AlCl3·6H2O之间的化学反应,开发了一种通用的、可扩展的水合物辅助合成氯氧SSEs的策略。

合成的铝基氯氧化物SSEs在30°C时具有超过1 mS cm−1的高Li+电导率。

最终得到的铝基氯氧化物SSEs在结构上是不均匀的,具有纳米大小的类LiCl和LiAlCl4晶体,以及大量的非晶态[AlaObClc](2b+c−3a)−组分。

在非晶态结构中Li+离子具有更快的局部迁移速率,这归因于[AlaObClc](2b+c−3a)−聚阴离子削弱了Li+-X−相互作用。

通过公斤级反应和其他氯氧化物SSEs(包括锆基和钽基的类似物)的合成,进一步展示了这种合成技术的潜在应用。

这些发现不仅为氯氧化物SSEs提供了一种新的简单、可扩展且能效高的合成路径,而且还进一步推动了它们在全固态电池中的应用。

图文解读

图1:合成LiAlOCl-ab1 SSEs的局部结构分析。

图2:用7Li和27Al核磁共振探索合成的LiAlOCl-ab1 SSE的配位环境。

图3: 全固态电池的电化学性能及可扩展合成氯氧固态电解质的表征。

文献信息

Oxychloride Polyanion Clustered Solid-State Electrolytes via Hydrate-Assisted Synthesis for All-Solid-State Batteries, Advanced Materials, 2024.

来源:MS杨站长

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