石榴石型Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12对Si/C负极表面固体电解质中间相的调控机制研究(英文)

作者：苏东良; 崔锦; 翟朋博^*; 郭向欣^*

来源：无机材料学报, 2022, 37(07): 802-812.

• 固体电解质中间相
• 成分调控
• 石榴石型固体电解质
• Si/C负极
• 锂离子电池

硅(Si)负极在充放电过程中巨大的体积变化会导致固态电解质中间相(SEI)破裂和硅颗粒粉化,进而造成容量快速衰减。本研究报道了一种利用Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12(LLZTO)固体电解质调节Si/C负极表面SEI成分的策略。将LLZTO层均匀地涂覆在商用化聚丙烯(PP)隔膜表面,不仅提高了电解液对隔膜的润湿性,均匀化锂离子通量,并且增大了SEI中无机组分的比例,从而增强Si/C负极的界面稳定性。得益于上述优势,使用LLZTO修饰的PP隔膜所组装的锂离子电池表现出更为优异的循环稳定性和倍率性能。Li-Si/C半电池的可逆容量为876 m Ah·g–1,在0.3C (1C=1.5 A·g–1)的倍率下, 200次循环的容量保持率为81%;而LFP-Si/C全电池的比容量为125 m Ah·g–1,在0.3C(1C=170m A·g–1)的倍率下循环100次后容量保持率为91.8%。该工作中LLZTO固体电解质调节了Si/C负极表面SEI成分,为开发高性能硅基锂离子电池提供了新思路。

• 单位
  青岛大学