熱搜關(guān)鍵詞: 實(shí)驗(yàn)室加熱爐 高校實(shí)驗(yàn)室電爐 高溫實(shí)驗(yàn)管式爐 真空箱式爐
復(fù)合電極通常用作全固態(tài)電池的陰極。除電極活性材料外,還包括固體電解質(zhì)和導(dǎo)電劑,它們在電極中起到傳遞離子和電子的作用。氧化物正極(如LiCoO2、LiFePO4和LiMn2O4)廣泛應(yīng)用于全固態(tài)電池。
當(dāng)電解液為硫化物時(shí),由于化學(xué)電位差較大,氧化物正極對鋰的吸引力比硫化物電解液強(qiáng)得多,導(dǎo)致大量鋰移動到正極,界面電解液中鋰含量低。
如果氧化物正極是離子導(dǎo)體,也會在正極處形成空間電荷層,但如果正極是混合導(dǎo)體&40;例如,LiCoO2既是離子導(dǎo)體又是電子導(dǎo)體;,氧化物處的鋰濃度被電子傳導(dǎo)稀釋,空間電荷層消失。此時(shí),硫化物電解液中的鋰再次移動到正極,電解液中的空間電荷層進(jìn)一步增加,導(dǎo)致界面阻抗非常大,影響電池性能。
在正極和電解液之間只添加離子導(dǎo)電氧化物層,可以有效抑制空間電荷層的產(chǎn)生,降低界面阻抗。此外,提高正極材料的離子導(dǎo)電性可以優(yōu)化電池性能,提高能量密度。
為了進(jìn)一步提高全固態(tài)電池的能量密度和電化學(xué)性能,人們也在積極研究和開發(fā)新型高能正極材料,主要包括大容量三元陰極材料和5V高壓材料。
三元材料的典型代表是LiNi1-x-yCoxMnyO2&40;NCM&41;lini1-x-ycoxa1yo2&40;NCA&#41二者均具有層狀結(jié)構(gòu)和較高的理論比容量
與尖晶石LiMn2O4相比,5V尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4具有更高的放電平臺電壓&40;4.7V和#41;因此,它已成為全固態(tài)電池陰極的有力候選材料。
除了氧化物陰極外,硫化物陰極也是全固態(tài)電池陰極材料的重要組成部分。這種材料一般具有較高的理論比容量,比氧化物陰極高出數(shù)倍甚至一個數(shù)量級。當(dāng)與導(dǎo)電性好的硫化物固體電解質(zhì)匹配時(shí),由于其化學(xué)勢相似,不會造成嚴(yán)重的空間電荷層效應(yīng),獲得的全固態(tài)電池有望滿足高容量、長壽命的實(shí)際循環(huán)要求。
但是,硫化物陰極與電解液的固-固界面仍存在接觸不良、阻抗高、無法充放電等問題。
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【本文標(biāo)簽】 正極材料、全固態(tài)電池
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