विशिष्ट ऊर्जा बैटरी को बढ़ाने के लिए, पारंपरिक उच्च निकल + सिलिकॉन कार्बन सामग्री प्रणाली के बारे में 350Wh / किग्रा विशिष्ट ऊर्जा अप करने के लिए किया जा सकता है, विशिष्ट ऊर्जा नई प्रणाली का उपयोग करने की जरूरत है बढ़ाने के लिए जारी रखने के लिए जारी है, वर्तमान आम उच्च विशिष्ट ऊर्जा प्रणाली एक पूर्ण शामिल ठोस धातु ली सेल, ली / सल्फर बैटरी और ली / हवा बैटरी, मौजूदा प्रौद्योगिकी के स्तर से, सभी ठोस धातु ली बैटरी उच्च विशिष्ट ऊर्जा बैटरी की सबसे अधिक संभावना अगली पीढ़ी के हैं। पूर्ण ठोस राज्य बैटरी के लिए, ठोस इलेक्ट्रोलाइट है प्रमुख प्रौद्योगिकी, सामान्य ठोस इलेक्ट्रोलाइट ली + साधारण तापमान पर कम चालकता, बैटरी प्रदर्शन जिसमें एक गार्नेट-प्रकार ठोस राज्य इलेक्ट्रोलाइट प्रभावित करते हैं। क्रम ठोस राज्य इलेक्ट्रोलाइट की चालकता को बढ़ाने के लिए, ठोस राज्य इलेक्ट्रोलाइट के विभिन्न प्रकार विकसित किया गया है, 10 कमरे के तापमान ऊपर पर चालकता-4-10-3एस / सेमी, और आम तरल इलेक्ट्रोलाइट 10 एक कार्बोनेट है-2एस / सेमी बहुत एक आदर्श अखिल ठोस इलेक्ट्रोलाइट, इलेक्ट्रोलाइट गार्नेट के करीब लेकिन यह भी सामना करना पड़ता है एक अक्रिय सतह परत (LiOH, ली 2सीओ 3) अनाज सीमाओं, इंटरफेसियल प्रतिरोध और अन्य मुद्दों पर गरीब wettability धातु ली, ली धातु डेन्ड्राइट विकास के साथ। हाल ही में पीकिंग विश्वविद्यालय (प्रथम लेखक, इसी लेखक), ऑस्टिन में टेक्सास विश्वविद्यालय Yutao ली पर (अनुरूप लेखक पर वेडॉंग झोउ ), जॉन बी Goodenough (लेखक) कोटिंग गार्नेट ली की इलेक्ट्रोलाइट परत की सतह से +बहुलक इलेक्ट्रोलाइट ढंग से 0.9 परिवहन संख्या धातु ली के द्रुमाश्मों के विकास को रोकता है, और इंटरफेसियल प्रतिरोध कम कर देता है, 97% की वृद्धि हुई है, ताकि 100% के करीब पहली ऑल-ठोस धातु सेल, चक्र Coulombic दक्षता के Coulombic दक्षता।
गैर गीला गार्नेट ठोस इलेक्ट्रोलाइट इंटरफेस, ली डेन्ड्राइट विकास की समस्याओं और गरीब संपर्क इंटरफेस, एक बहुलक इलेक्ट्रोलाइट और अच्छा यांत्रिक गुणों है कि वह इस समस्या को हल करने के लिए एक प्रभावी रास्ता बनाने की उपस्थिति, बहुलक इलेक्ट्रोलाइट्स आम तौर पर ली नमक शामिल , इस प्रकार LiTFSI, लिथियम नमक के अलावा की आवश्यकता होती है, लेकिन यह भी की ली + स्थानांतरण संख्या में आता है अक्सर अपेक्षाकृत कम है (जैसे, 0.35), इसलिए anions सकारात्मक इलेक्ट्रोड के करीब पक्ष में जमा चार्ज करने की प्रक्रिया है, जिससे एक मजबूत विद्युत फील्ड ली + के प्रभाव पैदा करने, डिफ्यूजन, गार्नेट इलेक्ट्रोलाइट में ली डेंडर्राइट्स के विकास में तेजी लाने के लिए, और एक उच्च ली है +बहुलक इलेक्ट्रोलाइट प्रवास चल ऋणायन की कम संख्या, प्रभावी रूप से इस समस्या को हल, गार्नेट ठोस इलेक्ट्रोलाइट के प्रदर्शन में सुधार कर सकते हैं।
निम्नलिखित संरचना (पाली (एक्रिलामाइड-2-मिथाइल-1-प्रोपेन सल्फ़ोनेट) पीए लिथियम) की बहुलक इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग कर प्रयोगों, केवल ली ली इसलिए छवि में दिखाया गया आणविक संरचना में ले जाने में सक्षम है +स्थानांतरण संख्या अधिक है, 0.9 के बारे में तक पहुंच गया। आगे पीए और ली + चालकता, PEO (polyethylene ऑक्साइड), PEO के पीए के साथ मिश्रित के यांत्रिक गुणों में सुधार है और यह भी करने के लिए पीए ली की बातचीत को बढ़ावा देता है +PEO एक लंबी श्रृंखला के साथ ले जाया जाता है, छवि से देखा जा सकता है PEO:। पीए = 3:। इलेक्ट्रोलाइट की 1 उच्चतम चालकता, 65 डिग्री पर] 1.8x10 अप करने के लिए सी-5एस / सेमी, क्योंकि यह एकल आयन प्रवाहकीय है, इसलिए ली +माइग्रेशन की संख्या 0.87-0.9 5 जितनी अधिक है, यह दर्शाती है कि चालकता का विशाल बहुमत ली द्वारा निर्धारित किया जाता है +योगदान दिया, यह ध्रुवीकरण को कम करने, आवर्धन और चक्र प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए एक सकारात्मक मदद है।
कमरे के तापमान पर 4x10 तक चालकता के साथ गार्नेट ठोस इलेक्ट्रोलाइट-4एस / सेमी, 1x10 तक 65 डिग्री सेल्सियस पर-3एस / सेमी, लेकिन नकारात्मक इलेक्ट्रोड और धातु के बीच संपर्क ली है अपेक्षाकृत गरीब, वृद्धि प्रतिबाधा, वेडॉंग झोउ गार्नेट इलेक्ट्रोलाइट (450um मोटी) बहुलक इलेक्ट्रोलाइट PEO-पीए (लगभग मोटाई में 5um) का एक समग्र परत के साथ एक साथ करने के लिए अग्रणी, के बाद से PEO-पीए मोटाई, पतली है इसकी कम चालकता के बावजूद, लेकिन कारण प्रतिबाधा अपेक्षाकृत छोटे समग्र समग्र इलेक्ट्रोलाइट 1.5x10 अप करने के लिए की ली + चालकता है-4एस / सेमी। PEO-पीए, काफी, नकारात्मक इलेक्ट्रोड और ठोस इलेक्ट्रोलाइट ली धातु के बीच संपर्क प्रतिरोध को कम करने polyelectrolyte कोटिंग के अभाव में एक ही समय अच्छा यांत्रिक गुणों के बाद से, ली / LLZTO / ली इंटरफेसियल प्रतिबाधा 5000 ओम पर पहुंच गया, गार्नेट में इलेक्ट्रोलाइट बढ़ जाती है की बहुलक कोटिंग की सतह, 400 ओम के लिए नीचे इंटरफेसियल प्रतिरोध।
गार्नेट ठोस इलेक्ट्रोलाइट के प्रयोजनों के लिए एक अन्य समस्या एक समस्या ली डेन्ड्राइट अनाज सीमा के साथ बड़े हो की साइकिल चालन के दौरान सामना करना पड़ा है, आम गार्नेट ठोस इलेक्ट्रोलाइट ली / LLZTO / ली कोशिकाओं कसकर के बाद 5 घंटे घूम एक स्पष्ट शॉर्ट सर्किट है, और गार्नेट ठोस इलेक्ट्रोलाइट के बाद एक बहुलक इलेक्ट्रोलाइट सतह उपचार से पता चला है एक बहुत ही स्थिर चक्र विशेषताओं है (जैसा कि नीचे दिखाया क्रमश: 0.1, 0.2, 0.3, और 0.5mA / जी वर्तमान घनत्व चक्रीय 10 घंटे (IH प्रभारी, तो निर्वहन IH)), इलेक्ट्रोलाइट का प्रचलन घंटे स्थिरतापूर्वक 500 की तुलना में अधिक हो सकता है, शॉर्ट सर्किट के जोखिम के बिना।
नीचे / LFP गढ़े विद्युत पूर्ण सेल परीक्षण के परिणाम आंकड़ा एक से देखा जा सकता ली / इलेक्ट्रोलाइट गार्नेट के उपयोग से पता चलता है, पूर्ण सेल का प्रदर्शन उत्कृष्ट दर प्रदर्शन, सकारात्मक इलेक्ट्रोड 145mAh अप करने के लिए 0.1C दर पर क्षमता / जी, 140mAh / जी के सकारात्मक इलेक्ट्रोड प्रतिवर्ती क्षमता का 0.2C दर पर, ज़ाहिर है, के बाद से सभी ठोस बैटरी प्रतिबाधा बड़े एक तरल इलेक्ट्रोलाइट बैटरी करने के लिए या पहले से एक अंतराल होने की तुलना में बैटरी के अंजीर ख Coulombic दक्षता में देखा जा सकता हो सकता है 97%, और 0.2C परिसंचरण दर पर 160 बार के बाद, प्रतिवर्ती क्षमता अभी भी रूप में 137mAh / जी के रूप में अधिक है, बैटरी के चक्र Coulombic दक्षता, 99.9% है का संकेत बैटरी सेल साईकिल चलाने के बाद उत्कृष्ट विद्युत स्थिरता, लेखक है इसके disassembled, धातु ली नकारात्मक इलेक्ट्रोड सतह वर्दी के बयान, और ली डेन्ड्राइट विकास की कोई स्पष्ट संकेत (के रूप में छवि। में घ दिखाया गया है)।
गार्नेट उच्च चालकता इलेक्ट्रोलाइट 10-3S / सेमी, वेडॉंग झोउ पीए-PEO बहुलक इलेक्ट्रोलाइट के साथ इसकी सतह के बाद संशोधन उपचार के द्वारा, प्रभावी रूप से आदान-प्रदान के इंटरफेस पर आरोप के प्रतिबाधा को कम करने, लेकिन यह भी वर्तमान के समान वितरण को बढ़ावा देने के काफी ली डेन्ड्राइट अनाज सीमा के साथ बड़े हो हिचकते, एक शॉर्ट सर्किट होता है पूरे कोशिका चक्र की स्थिरता में पर्याप्त वृद्धि से बचने के लिए,। इस तकनीक इलेक्ट्रोलाइट गार्नेट प्रयोज्यता में काफी सुधार किया गया है, पूर्ण ठोस को बढ़ावा देने में सक्षम बनाता है इलेक्ट्रोलाइट्स का विकास बहुत महत्वपूर्ण है।
