基于NCA正极MO(M=Ce, Si…)@Li2S-GeS2-P2S5 固体电解质界面构筑及界面性能研究

批准号:
51764048
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
38.0 万元
负责人:
夏书标
依托单位:
学科分类:
E0410.冶金物理化学与冶金原理
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
李雪、李付绍、肖杰、郭诗玫、闫宇星、邱振平、张雁南
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中文摘要
随着新能源技术的发展,锂离子电池的能量密度,循环稳定性及安全性受到空前关注。NCA正极材料具有高比容量的特点,但是热稳定性差,与液态电解液配合易发生副反应,造成热失控。开发新型固体电解质是解决NCA正极锂离子电池安全性的本质。Li2S-GeS2-P2S5具有较高的Li+电导率。为解决硫化物电解质与氧化物正极界面阻抗大,本研究拟采用磁控溅射、真空蒸镀及喷涂等手段对电解质基片进行表面修饰,探索界面离子传输机理和界面阻抗变化机制。引入电子绝缘氧化物,不仅可以降低界面阻抗,而且还可提高固-固相之间的连接,缓冲固体颗粒体积变化。构筑NCA/MO(M=Ce,Si…)@Li2S-GeS2-P2S5/Li全固体电池,系统研究界面阻抗变化、结构变化、形貌变化、元素组成变化与电化学性能之间的关系。为全固体锂离子电池的发展提供实验和理论基础。
英文摘要
With the development of new energy technologies, lithium ion batteries get wider and wider application in the world due to its energy density, cycle stability and safety. NCA cathode material has a high specific capacity, but the thermal stability is poor. NCA is easy to react with the liquid electrolyte with side effects, resulting in thermal runaway. Development of new solid electrolyte is the essence of the safety of NCA positive lithium ion battery. Li2S-GeS2-P2S5 has a high Li+ conductivity. The interfacial potential difference between the sulfide electrolyte and the oxide cathode is large, resulting in large interface resistance. In order to solve the problem, in this study, the surface modification of the electrolyte substrate is proposed by means of magnetron sputtering, vacuum deposition and spraying. Explore the mechanism of interface ion transport and interface impedance change. Introduction of electronic insulating oxide, not only can reduce the interface impedance, but also can improve the so link between solid-solid phases, buffer the solid particle volume changes. The NCA/MO (M = Ce, Si ...)@Li2S-GeS2-P2S5/Li solid-state battery was used to study the relationship between the change of the interface impedance, structure, morphology, element composition and the electrochemical performance. Our efforts will provide experimental and theoretical basis for the development of solid lithium ion batteries.
随着新能源技术的发展,锂离子电池的能量密度,循环稳定性及安全性受到空前关注。LiNi0.8Co0.15Al0.05O2(NCA)正极材料具有高比容量的特点,但是热稳定性差,与液态电解液配合易发生副反应,造成热失控。开发新型固体电解质是解决NCA正极锂离子电池安全性的本质。Li10GeP2S12(LGPS)具有较高的Li+电导率。为解决硫化物电解质与氧化物正极界面阻抗大,本项目系统研究了NCA正极材料的固相合成,表面包覆修饰以及表面结构重排。研究了不同温度合成LGPS固体电解质的离子电导率。在NCA正极材料表面包覆LiBO2固体电解质提高,NCA@LiBO2/LGPS/Li全固态电池的固固界面的链接,降低界面阻抗。研究NZSPO/PAN-[PEO-NaTFST]复合固体电解质的制备与电化学性能。此外还研究多种无机有机杂化材料用于锂离子电池电极材料或固体电解质材料。为全固体锂离子电池的发展提供实验和理论基础。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1016/j.jechem.2020.04.039
发表时间:2020-12
期刊:Journal of Energy Chemistry
影响因子:13.1
作者:Shubiao Xia;Teng Liu;Wenjin Huang;Hongbo Suo;Feixiang Cheng;Hong Guo;Jian‐Jun Liu
通讯作者:Shubiao Xia;Teng Liu;Wenjin Huang;Hongbo Suo;Feixiang Cheng;Hong Guo;Jian‐Jun Liu
Boosting rate performance of LiNi0.8Co0.15Al0.05O2 cathode by simply mixing lithium iron phosphate
通过简单混合磷酸铁锂提高LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正极的倍率性能
DOI:10.1016/j.jallcom.2020.154296
发表时间:2020-06
期刊:Journal of Alloys and Compounds
影响因子:6.2
作者:Huang Wen-Jin;Zheng Jia-Yu;Liu Jian-Jun;Yang Rui-Ming;Cheng Fei-Xiang;Suo Hong-Bo;Guo Hong;Xia Shu-Biao
通讯作者:Xia Shu-Biao
Preparation of FePO4 by liquid-phase method and modification on the surface of LiNi0.80Co0.15Al0.05O2 cathode material
液相法制备FePO4及LiNi0.80Co0.15Al0.05O2正极材料表面改性
DOI:10.1016/j.jallcom.2017.10.047
发表时间:2018-01
期刊:Journal of Alloys and Compounds
影响因子:6.2
作者:Shubiao Xia;Fushao Li;Feixiang Chen;Hong Guo
通讯作者:Hong Guo
DOI:--
发表时间:2021
期刊:储能科学与技术
影响因子:--
作者:刘当玲;王诗敏;高智慧;徐露富;夏书标;郭洪
通讯作者:郭洪
DOI:https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2017.10.047
发表时间:2018
期刊:Journal of Alloys and Compounds
影响因子:6.2
作者:Shubiao Xia;Fushao Li;Feixiang Chen;Hong Guo
通讯作者:Hong Guo
含氮杂环π共轭有机电极的共轭效应、空间结构与电化学性能研究
- 批准号:22169016
- 项目类别:地区科学基金项目
- 资助金额:35.00万元
- 批准年份:2021
- 负责人:夏书标
- 依托单位:
国内基金
海外基金
