LiF修饰石榴石电解质

电子阻断晶界

通过在LLZTO晶界构建纳米LiF三维连续网络，实现电子绝缘晶界，显著抑制锂枝晶生长，提升固态锂电池性能。

向兴 · Fang, Zecheng · Congkun, Du · Zhao, Zhenzhen · 陈嘉嘉 · 张艳华 · 王辉虎 · 韦晨慧楠 · 陈斐 · 沈强

Journal of Advanced Ceramics 2024

具体参数

临界电流密度

{'zh': '1.1', 'en': '1.1'} mA·cm⁻²

对称电池稳定循环时长

{'zh': '2000', 'en': '2000'} h

全电池容量保持率

{'zh': '97.1', 'en': '97.1'} %

技术优势

枝晶长不起来

晶界处纳米LiF层是电子绝缘体，切断了电子向晶界的传输路径，从根源上抑制了锂枝晶在电解质内部的成核与生长。

电流密度上得去

得益于电子阻断网络，对称电池临界电流密度提高到1.1 mA·cm⁻²（容量恒定模式），意味着电池可以在更高的电流密度下安全工作。

长循环扛得住

在0.3 mA·cm⁻²的电流密度下，对称电池稳定循环超过2000小时，展示了良好的长期循环稳定性。

全电池照样能打

与LiFePO₄正极组装的全电池在0.5C下循环500次后，容量保持率高达97.1%，证明该电解质在实际电池中也能发挥优良性能。

应用场景

• 固态锂电池：提供电子绝缘晶界，抑制锂枝晶，提升固态电池安全性。
• 锂金属电池：实现高临界电流密度和长循环，助力锂金属负极实用化。
• 电池安全：从根源阻断电子通路，降低锂枝晶穿透风险，防止短路。
• 高能量密度储能：支持高能量密度锂金属电池体系长期稳定运行，减少容量衰减。