【摘要】 由于其高能量密度和安全性,固体锂电池已经成为下一代储能设备的有前途的候选人之一。

由于其高能量密度和安全性,固体锂电池已经成为下一代储能设备的有前途的候选人之一。固体电解质(SSEs)快速离子传送对于实用的固体锂电池(LIBs)尤为重要。

 

离子迁移在SSEs中的表现是一项具有挑战性的任务,需要包括宽工作频段,从10-2到1010Hz。电介质可用于106和1010Hz之间的工作频段,外交变电场下的离子传导。(DS)来表征。固体磁共振谱可以在104和109Hz之间的工作频段中分离界面和身体对离子传导的状态和动态。外部磁场可以调节导电离子和界面之间的各种相互作用。对于SSEs的体电导率,电化学阻抗谱(EIS,加上阻隔电极,10-2-106Hz是一种非常广泛的方法。锂离子在10-2和103Hz的工作频段内在体内弹跳,并在晶界扩散。另外,通过计时电流法,低频体相电导率可以(CA)这是一种时域方法,当转换到频域时,它的典型工作频段是10-2-103Hz。

 

虽然每种方法都可以提供关键信息,但需要多种方法来整合复合自流层中离子传导的更全面的情况。这是这项工作的主要动机。本工作选择DS、EIS、与CA相结合,在SSE中表示几种类型的离子传导。获得了几个与离子传导相关的关键量,包括离子电导率、活化能量、载流子浓度和介电常数,然后研究了它们与填料体积和微观表面结构的关系(图1b)。然后从离子传导体积和界面模式的相互作用的角度来讨论这些信息。然后,通过改变体积分数和表面氟含量,我们可以利用这种基本理解来改变复合SSE的离子传导。这里开发的方法有利于固体锂电池的高导电SESE的设计和优化。