低锂溶解度中间层增强固态电解质对枝晶生长的耐受性
应用物理
2020-01-20 v1 材料科学
摘要
采用金属锂作为负极的全固态锂离子电池相比传统液态电解质锂离子电池具有更高的能量密度且更安全。然而,锂细丝(枝晶)在固态电解质层中的生长会导致电池过早短路,限制其实际可行性。导致固态电池中锂枝晶生长的微观机制仍不清楚。以石榴石基锂离子导体作为模型固态电解质,我们表明锂溶解过程中的界面空隙生长先于枝晶成核与生长。利用简单静电模型,我们表明空隙边缘处的电流密度可被放大多达四个数量级,使得电池在空隙形成后极易发生枝晶生长。我们提出使用对锂具有低溶解度和高成核过电势的金属中间层来延缓空隙生长。这些中间层在不需过高堆叠压力的额外要求下提高了固态电解质对枝晶生长的耐受性。
引用
@article{arxiv.2001.06276,
title = {An interlayer with low solubility for lithium enhances tolerance to dendrite growth in solid state electrolytes},
author = {Vikalp Raj and Varun R Kankanallu and Bibhatsu Kuiri and Naga Phani B Aetukuri},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.06276},
year = {2020}
}
备注
21 pages and 6 figures in the main manuscript. Supplementary Information of 36 pages contains sections S1.1 to S1.9, Figures S1-S25 and Tables S1 and S2