Исследование роста и ингибирования дендритов лития в полностью излишних литиевых батареях

Недавно Fang Qianfeng, исследователь из Института внутренних трений и твердых дефектов, Институт твердой физики, Академия материальных наук Хефей, Китайская академия наук, разработала твердотельную батарею с асимметричной структурой для изучения осаждения и передачи ионы лития в твердотельных батареях. Механизм роста и подавления литий -дендритов в литийных батареях является важной ссылкой. Результаты связанных исследований опубликованы в журнале источников питания с названием «Внутригранулярный рост и равномерный механизм распределения Li Metal в электролите LI7LA3ZR2O12».

Техническое обслуживание без батареи литиевой железо фосфатной батареи имеет высокую плотность энергии, сильную стабильность и длительный срок службы цикла и широко используется в качестве коммерческого и эффективного устройства для хранения энергии. Однако из -за использования легковоспламеняющихся органических электролитов в коммерческой батареи LifePo4 , когда батарея находится в состоянии высокой температуры, короткого замыкания, завышенного или физического повреждения, он, вероятно, вызовет пожар или даже взрыв. Следовательно, использование нерепламенного неорганического твердого электролита вместо жидкого электролита является одним из наиболее эффективных методов решения проблемы безопасности литийных батарей. Однако, поскольку ионы лития спонтанно образуют дендритные дендриты дендрита во время осаждения негативного электрода, их острые структуры подвержены протестированию сепаратора, заставляя батарею короткометражным и создающим потенциальные угрозы безопасности. Следовательно, использование неорганического твердого электролита вместо жидкого органического электролита и эффективного ингибирования роста литий -дендритов во время зарядки и разгрузки может лучше решить проблему безопасности литий-ионных батарей и правильно понять осаждение и перенос литий Полем

Для этой цели была построена твердотельная батарея с асимметричной структурой, создавая литий-металлические электроды на обеих сторонах электролита, перпендикулярного друг другу (рис. 1а), и перенос иона лития в электролите был выведен путем наблюдения за состоянием отложения лития на процесс электролита. В то же время атомный слой Au был разбит в центральной области поверхностного слоя электролита, и по сравнению с площадью не запланированного атомного слоя Au было получено правило влияния атомного слоя Au на осаждение ионов лития. Результаты исследований показывают, что состояние распределения электронов на поверхностном слое электролита непосредственно влияет на путь прохождения ионов лития в электролите (рис. 1B), так что ионы лития с верхней поверхности электролита расходятся в электролите. Дальнейший анализ показал, что в зоне распыления Au не заменен, осаждение ионов лития показало нерегулярное состояние распределения и распределения (левая площадь в синей раме на рисунке 1А), что будет вызывать рост литий -дендритов и вызвать короткие цирки. В области, где атомный слой Au расщепляется, осаждение ионов лития появляется в виде равномерного распределения сферических частиц (область в красной раме и правая площадь в синей раме на рисунке 1а), которая эффективно подавляет ионы лития, вызванные Рост литий -дендритов. Разработка этой работы обеспечивает теоретическую и экспериментальную основу для оптимизации производительности интерфейса и производительности безопасности вселичной батареи.

Исследование было поддержано Национальным фондом естественных наук Китая и Фондом естественных наук провинции Аньхой.