ACS Energy Lett.：利用原位显微镜揭示复合固态电池电极的倍率限制

固态电池(SSBs)有望提高能量密度、循环寿命和安全性。然而，当活性材料颗粒与固态电解质相混合时，所得复合电极的倍率性能通常受到限制。因此，出现了能量和功率密度之间的权衡，特别是在厚电极中。

美国密歇根大学Neil P. Dasgupta等人制备了具有不同活性材料分数和厚度的石墨/Li6PS5Cl 复合电极作为模型系统，以探索限制复合SSB电极倍率性能的机制。

通过在不同倍率下循环这些电极，作者观察到倍率性能限制，其中可逆容量随着倍率的增加而降低。随着复合电极中活性材料的质量百分比从40%增加到 100%，这些权衡会被放大。

图1 在各种石墨/SE比下提高锂化倍率时的可逆容量

使用原位光学显微镜，可以直接观察到由于电流聚焦而产生的石墨局部荷电状态的空间变化。

将这些结果与模拟相结合，作者确定了限制倍率性能的电极特性，包括曲折的固体电解质界面内的静电势降和石墨域内的固态扩散。这些结果突出了微观结构在设计复合 SSB正极和负极中的关键作用。

图2 以C/4倍率充电时40% Gr电池的演变

Rate Limitations in Composite Solid-State Battery Electrodes: Revealing Heterogeneity with Operando Microscopy. ACS Energy Letters 2021. DOI: 10.1021/acsenergylett.1c01063

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ACS Energy Lett.：利用原位显微镜揭示复合固态电池电极的倍率限制

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