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歐陽明高院士等人EES:ASSBs中SEs的熱失效機理分析!
來源: 時間:2023-08-07 10:30:02 瀏覽:1512次

第一作者:Xinyu Rui

通訊作者:任東生教授、劉翔教授、歐陽明高院士

通訊單位:清華大學

DOI: 10.1039/D3EE00084B


01

研究背景

全固態電池ASSBs由于能提供更高的能量密度、高安全性和更寬的工作溫度范圍等優勢,得到了廣泛的發展。特別是,含有硫化物固態電解質SEsASSBs的導電性可媲美液體電解質LEs),是最有希望商業化的候選材料。然而,由于硫化物SEsLi1-xCoO2/Li極之間的放熱反應以及硫化物基復合極釋放有害的SO2,硫化物基ASSB中仍然存在安全隱患然而,缺乏這些失效行為的系統機制。基于此,清華大學歐陽明高院士等人首次揭示了硫化物基ASSBs的兩種不同的熱失控機制,即氣-固反應和固-固反應。與普遍看法相反,DSC-MS表征顯示,玻璃陶瓷Li3PS4Li7P3S11和晶體Li6PS5ClLi10GeP12S2Se的產熱明顯大于LEs,并在復合極球團中得到證實。


02

文章要點

要點一:首次全面研究了含貧Ni正極材料的硫化鈰的熱穩定性及其不同的失效途徑。結果表明,兩類硫化物Se的熱穩定性和析氣行為差異取決于兩種不同的失效路徑,即GSR和SSR。

要點二:不同的熱破壞機制表明,使用高熱穩定性的硫化物晶體Se和單晶富NiRi正極材料可以抑制硫化物基ASSB的熱破壞響應。

要點三:該研究強調了對ASSB是安全性進行基礎研究的必要性,并為本質安全電池新興材料的設計原則提供了新的思路。


03

圖文展示

 圖1.不同電解質在去鋰化NCM下的熱行為

圖2. DSC-MS測量中不同硫化物SEs的氣體演化

 

圖3.兩種不同熱失效路徑的實驗驗證

圖4. LPS3+NCM和LPSC的非原位SEM和EDS圖譜

圖5. LPS3+NCM樣品加熱至不同溫度后的非原位表征

圖6. LPSC+NCM樣品加熱至不同溫度后的非原位表征

圖7.不同硫化物SEs與NCM的兩種不同失效路徑示意圖

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全部 3小時前 四川
文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具。現代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產生書面文字,很多小語種,有語言但沒有文字。文字的不同體現了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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