堆积压力如何影响固态电解质和全固态锂金属电池的性能?

作者: 时间:2023-09-08 点击数:

采用固体电解质的全固态锂金属电池由于其更高的能量密度和更优异的安全性,已成为液体电解质基锂离子电池的一个有前途的替代品。然而,由于全固态锂金属电池缺乏液体电解质的润湿特性,它们需要堆积压力来防止电极和固体电解质之间的接触损失。虽然以往的研究表明堆叠压力会影响某些特定方面性能,但尚未对堆叠压力的影响进行全面的研究。


为了解决这一空白,近日,郑州大学周震教授及其团队在Energy Environmental Materials发表了题为“How does stacking pressure affect the performance of solid electrolytes and all-solid-state lithium metal batteries?”的研究性文章,郑州大学化工学院为唯一单位。该论文以Li6PS5Cl固体电解质为参考,研究了堆叠压力对固体电解质本身以及全固态锂金属电池性能的影响。此外,还开发了模型来解释这些影响的潜在起源,并预测电池性能,如离子电导率和临界电流密度。研究结果表明,适当的堆积压力是达到最佳性能所必需的,并且每一步施加压力都需要一个特定的压力值。这些发现有助于解释文献中的差异,并为全固态锂金属电池建立标准化测试条件和报告基准提供指导。总的来说,本研究有助于理解堆叠压力对全固态锂金属电池性能的影响,并强调了精细的压力优化对于改善电池性能的重要性。



论文信息:

How does stacking pressure affect the performance of solid electrolytes and all-solid-state lithium metal batteries?
Junwu Sang, Bin Tang, Yong Qiu, Yong-Zheng Fang, Kecheng Pan*, Zhen Zhou *

Energy Environmental Materials 2023, DOI:10.1002/eem2.12670


第一作者简介:

桑君武,郑州大学2021级博士生,本科毕业于合肥工业大学,2021年获得郑州大学材料科学与工程硕士学位。2021年开始于郑州大学化工学院攻读博士学位,师从化工学院院长周震教授,主要从事全固态锂电池、钠离子电池研究。目前以第一作者在Adv. Funct. Mater.Adv. Sci. 等国际期刊发表论文6篇。申请发明专利两项,获授权发明专利一项。


通讯作者简介:

潘科成,河南郑州人,2021年在天津大学获得化学工艺专业博士学位,导师为张锁江院士,同年加入郑州大学化工学院,任直聘副研究员。目前主要研究方向为高比能固态锂电池、固态电解质的开发与应用。以第一/通讯作者Advanced Materials, Energy Environmental Materials, Green Energy & Environment等国际知名期刊发表论文,申请国际专利1项,国内专利数项。


周震,郑州大学化工学院院长、二级教授、博士生导师,“长江学者”特聘教授。主持国家重点研发计划项目课题和国家自然科学基金重点项目等研究。通过高通量计算、机器学习与实验相结合开展新能源研究。在国内外期刊发表论文350余篇。论文被引用39000余次,h-index1122014-2022年连续九年入围“爱思唯尔”中国高被引学者榜。2018-2022年连续五年入选“科睿唯安”全球高被引科学家。2020年入选英国皇家化学会会士(FRSC)。现为Journal of Materials Chemistry AGreen Energy and Environment等期刊副主编、Interdisciplinary Materials学术编辑、Journal of Power Sources机器学习专刊客座编辑以及Batteries & Supercaps和《电化学》等七本期刊编委以及中国电子学会化学与物理电源技术分会第八届委员会委员、中国化学会理论化学专业委员会委员。



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