清华/北航EES:首次揭示硫化物全固态电池的不同热失控机制 2023年9月25日 下午3:05 • 头条, 百家, 顶刊 • 阅读 18 全固态电池(ASSBs)是下一代储能技术中最有前景的候选技术之一。特别是采用硫化物固态电解质(SE)的全固态电池具有高导电性,可与液态电解质(LE)相媲美。然而,人们对硫化物基ASSB的热失效缺乏基本了解。 图1 不同电解质与脱锂NCM相处时的热行为 清华大学欧阳明高院士、Dongsheng Ren、北京航空航天大学刘翔等首次揭示了硫化物基ASSB的两种不同的热失控(TR)机制,即气固反应和固固反应。与主流观点相反,玻璃陶瓷(Li3PS4和Li7P3S11)和晶体(Li6PS5Cl和Li10GeP12S2)SE都表现出比具有脱锂LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM)正极的LEs显著更大的发热,DSC-MS表征揭示了这一点,并在复合正极颗粒中得到了证实。 在气固反应的驱动下,玻璃陶瓷SE在约200℃时被NCM正极释放的O2氧化,产生大量热量和有毒的SO2气体。相反,结晶硫化物SE在200℃时对晶格O2保持稳定,不产生SO2,在300℃时与NCM正极的分解产物(过渡金属氧化物等)发生固-固反应。 图2 DSC-MS测试过程中不同硫化物SE+NCM的气体演化及其比较 非原位表征显示,在高温下会产生不同的分解产物,表明具有NCM的硫化物SE的不同失效途径。所提出的机理描述了硫化物SE结构、气体驱动的串联反应以及硫化基ASSB TR过程中固-固接触引起的界面反应之间的关系。这项工作的研究强调了对ASSB安全性进行基础研究的必要性,并为本质安全电池新兴材料的设计原理提供了新的启示。 图3 LPSC+NCM样品加热至不同温度后的非原位表征 Distinct thermal runaway mechanisms of sulfide-based all-solid-state batteries. Energy & Environmental Science 2023. DOI: 10.1039/d3ee00084b 原创文章,作者:科研小搬砖,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2023/09/25/2d92d38733/ 电池 赞 (0) 0 0 生成海报 相关推荐 兰亚乾/严勇Nature子刊:具有氧化还原簇的多孔催化剂,高效光催化CO2还原和H2O氧化 2023年10月26日 陈龙庆/苏元捷等Adv. Sci.: 高通量相场模拟+机器学习优化压电纳米复合材料 2023年10月10日 科研大神指点迷津:如何get一个适合自己的导师,以及和导师相处? 2023年10月11日 丁洁/刘玉山CEJ:Ru-RuO2/Mn-MoO2复合材料实现高效析氢、析氧、氧还原! 2023年10月5日 研究锂电池固态电解质,必看这篇计算模拟顶刊进展盘点 2023年11月17日 工作后再考博怎么办?年龄增长,超级焦虑…… 2023年11月20日 发表回复 请登录后评论...登录后才能评论 提交