bateria específico de energia continua a aumentar, o sistema de elevado teor de níquel + material de carbono de silício convencional pode ser feito até cerca 350Wh / kg de energia específica, continuar a aumentar a energia específica necessita de utilizar o novo sistema, o sistema de alta comum de corrente específica de energia compreende um completo metal sólido Li celulares, Li baterias / enxofre e Li / baterias de ar, desde o nível da tecnologia actual, os Li baterias metálicos todo-sólido são a mais provável próxima geração de baterias de alta energia específicos. para bateria de estado sólido completa, o electrólito sólido é tecnologia chave, sólido Li electrólito geral + menor condutividade à temperatura ordinária, afecta o desempenho da bateria., a fim de aumentar a condutividade do electrólito no estado sólido, foram desenvolvidos vários tipos de electrólito no estado sólido, em que um tipo de granada de estado sólido electrólito Condutividade à temperatura ambiente pode atingir 10-4-10-3S / cm, com eletrólitos líquidos carbonato comuns 10-2S / cm é muito próximo, é um eletrólito totalmente sólido ideal, mas eletrólito granada também está enfrentando uma camada de superfície inerte (LiOH, Li 2CO 3) Com fraca molhabilidade do metal Li, Li crescimento de metal dendrite nos contornos de grão, resistência interfacial e outras questões. Weidong Zhou recentemente na Universidade de Pequim (primeiro autor, o autor correspondente), Universidade do Texas em Austin Yutao Li (Autor correspondente ), John B Goodenough (autor correspondente), revestindo uma camada de Li na superfície do eletrólito granada +0.9 número transporte da forma de electrólito de polímero inibe o crescimento de dendrites de metais Li, e reduz a resistência interfacial, aumentou para 97% de modo que a eficiência de Coulomb da primeira célula de metal de todos os sólidos, a eficiência coulombica ciclo de perto de 100%.
A presença de humidificação não-granada interface de electrólito sólido, problemas de crescimento de dendrites Li e pobre interface de contacto, um electrólito de polímero e boas propriedades mecânicas que tornam uma maneira eficaz para resolver este problema, electrólitos poliméricos contêm, geralmente, sal de Li , requerendo assim a adição de LiTFSI, sal de lítio, mas também faz com que o número Li + transferência de frequência relativamente baixa (por exemplo, 0,35), de modo que o processo de carregamento dos aniões acumular-se no lado perto do eléctrodo positivo, gerando, assim, um forte campo eléctrico, a influência de Li + Difusão, acelera o crescimento de dendritos Li no eletrólito granada, e tem um alto Li +A migração do eletrólito polimérico tem menos ânions móveis, o que pode efetivamente resolver esse problema e melhorar o desempenho do eletrólito sólido granada.
Experiências utilizando o electrólito de polímero da estrutura seguinte (poli (sulfonato de acrilamida-2-metil-1-propano) a lítio PAS), apenas Li é capaz de se mover na estrutura molecular, portanto, mostrado na FIG Li +O número de transferência é elevado, atingindo cerca de 0,9. A fim de melhorar ainda mais as propriedades mecânicas do PAS e Li + condutividade, misturado com o PAS do PEO (óxido de polietileno), PEO e também promove a interacção do PAS Li +PEO é movido ao longo de uma cadeia de comprimento, pode ser visto a partir da FIG PEO:. PAS = 3:. Uma maior condutividade do electrólito, em 65 graus] C até 1.8x10-5S / cm, porque é único ião condutivo, portanto Li +O número transferência tão alto quanto 0,87-0,95, o que indica que a grande maioria são da condutividade de Li +Contribuída, esta é uma ajuda positiva para reduzir a polarização, aumentar a ampliação e o desempenho do ciclo.
Eletrólito sólido de granada com condutividade de até 4x10 em temperatura ambiente-4S / cm, até 1x10 a 65 ° C-3S / cm, mas o contacto entre o eléctrodo negativo e metálico Li é relativamente pobre, o que leva a um aumento da impedância, Weidong Zhou electrólito granada (450um de espessura) em conjunto com uma camada compósita do electrólito de polímero PEO-PAS (aproximadamente 5um de espessura), desde o espessura de PEO-PAS é fina, apesar da sua baixa condutividade, mas devido à impedância é relativamente pequena, o total de electrólito compósito Li + condutividade de até 1,5x10-4S / cm. Uma vez que ao mesmo tempo boas propriedades mecânicas de PEO-PAS, reduzindo significativamente a resistência de contacto entre o eléctrodo negativo e o sólido electrólito Li metal, na ausência de revestimento polielectrólito, Li / LLZTO / Li impedância interfacial atingiu 5000 ohms, na granada a superfície do revestimento polimérico do electrólito aumenta, a resistência interfacial para baixo para 400 ohms.
Para fins de granada electrólito sólido Outro problema é um problema enfrentado durante os ciclos de Li dendrite crescido ao longo da fronteira de grão, de circulação comum granada Electrólito Sólido / Li Li / células LLZTO firmemente depois de 5 horas existe um curto-circuito claro, e depois o electrólito sólido granada é um tratamento de superfície de electrólito polímero apresentou uma característica de ciclo muito estáveis (como mostrado abaixo, respectivamente, 0,1, 0,2, 0,3, e 0,5 mA / g densidade de corrente cíclicos 10 horas (IH carga, em seguida, descarregar IH)), a circulação do electrólito pode ser estavelmente mais do que 500 horas, sem o risco de curto-circuito.
Abaixo mostra o uso da granada Li / electrólito / LFP fabricado electroquímicos resultados do teste de célula cheia pode ser visto a partir da figura um, o desempenho excelente taxa de célula completa exibiram, a capacidade de eléctrodo positivo na taxa de 0.1C até 145mAh / g, a taxa de 0.2C do eléctrodo capacidade reversível positivo de 140mAh / g, é claro, uma vez que a impedância de bateria todo-sólido grande em comparação com uma bateria electrólito líquido ou ter uma lacuna a partir do primeiro pode ser visto na FIG b eficiência coulombica da bateria pode ser depois 97%, e de 160 vezes a taxa de circulação 0.2C, a capacidade reversível continua a ser tão elevada como 137mAh / g, a eficiência coulombica ciclo da bateria é de 99,9%, o que indica que a bateria tem uma excelente estabilidade electroquimica após o ciclo celular, o autor sua desmontado, o depósito de metal Li uniforme superfície do eléctrodo negativo, e sem sinais óbvios de crescimento de dendrites Li (como mostrado na FIG. d).
Garnet alta condutividade electrólito 10-3S / cm, Weidong Zhou por tratamento modificação após a sua superfície com PAS-PEO electrólito polímero, reduzindo de forma eficaz a impedância da carga na interface de troca, mas também para promover a distribuição uniforme da corrente de , inibiram significativamente a dendrite Li crescido ao longo da fronteira de grão, para evitar um curto-circuito ocorre, um aumento substancial na estabilidade de todo o ciclo celular. esta técnica permite ao aPLICABILIDADE electrólito granada foi significativamente melhorada, promovendo sólido completo O desenvolvimento de eletrólitos é de grande importância.
