近日,相关论文以《具有凝胶聚合物电解质的双层石榴石硫化聚丙烯腈/锂金属电池保持高载量和高能量密度》(High Sulfur Loading and Capacity Retention in Bilayer GarnetSulfurized-Polyacrylonitrile/Lithium-Metal Batteries with GelPolymer Electrolytes)为题发表在 Advanced Energy Materials[1]。
马里兰大学石昌民博士(现美国布朗大学博士后研究员)为该论文第一作者,艾瑞克·D·沃克斯曼(Eric D.Wachsman)教授为论文通讯作者。
沃克斯曼课题组的研究方向聚焦于固态电池的产业化设计,绝大多数实验设计从可否能实现产业化的角度出发。此前,该团队曾分析过硫正极和 LLZO 之间的界面稳定性问题[2],但领域内其他可参考文献并不多。
通过大量反复的实验,他们发现如果想提高硫正极和 LLZO 之间的界面稳定性或硫正极和其他固态电解质(甚至是硫正极和液态电解质)之间的界面稳定性,最好的方法之一是让滴加在硫正极和固态电解质之间的导锂的缓冲层能够进行较多的锂盐分解,从而抑制溶解锂盐的溶剂分解,这样才能有效地从化学和电化学的角度,提高循环性能和容量保持率。
石昌民表示,“我们发现的新机制和新机理对固态电池领域具有借鉴意义,其不仅能够对石榴石型氧化物固态电池的设计具有参考意义,而且有望在其他固态电池体系以及液态电池体系中发挥功效。 ”
参考资料:
1.Changmin Shi et al. High Sulfur Loading and Capacity Retention in Bilayer Garnet Sulfurized-Polyacrylonitrile/Lithium-Metal Batteries with Gel Polymer Electrolytes. Advanced Energy Materials(2023). https://doi.org/10.1002/aenm.202301656
2.Changmin Shi et al. 3D Asymmetric Bilayer Garnet-Hybridized High-Energy-Density Lithium–Sulfur Batteries.ACS Applied Materials & Interfaces15,1,751-760(2023). https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsami.2c14087