基于快速LI +传导固体电解质(例如Li 7 La 3 Zr 2 O 12(LLZO))的抽象全稳态电池(LLZO)提供了对安全,不易燃率和温度耐受能量存储的透视。尽管有希望,但整个电池组件的陶瓷处理即将达到理论能力,并找到处理大规模和低成本电池电池的最佳策略仍然是一个挑战。在这里,我们解决了这些问题,并报告了由Li 4 Ti 5 O 12 / C- Li 6.25 Al 0.25 la 3 Zr 2 O 12 / Metallic Li提供的能力约70 - 75 AH / kg的固态电池电池,且可逆自行车以2.5 a / kg的速率(用于2.5 –1.0 –1.0 v,95 c,95°C)。发现,在固体电解质电极界面处能力增加和LI +转移是谷物及其连通性的紧密嵌入,可以通过细胞制备过程中的等速压力来实现。我们建议,通过确保在电解质电极界面上确保良好的谷物接触,可以在加工过程中进行简单的陶瓷处理,例如加工过程中的施加压力。在野外的石榴石型全稳态电池组件中,证明了
基于Li-Garnet Li 7 La 3 Zr 2 O 12(LLZO)电解质的抽象固态锂离子电池近年来已经快速发展。与常规的基于电解质的同行相比,这些固态系统有望满足对安全,不易用和耐温温度的储能电池的迫切需求。在本愿景文章中,我们回顾了当前的研究追求,并讨论了LLZO固态电解质(SSE)用于固态电池的局限性。特别强调了对固态阴极,LLZO SSE和LI金属阳极层制造目前方法论的利弊的讨论。此外,我们讨论了固态阴极中LLZO厚度,阴极面积容量和LLZO含量在Li-Garnet固态电池的能量密度上的贡献,总结了它们所需的值,以匹配常规液体系统的能量密度。最后,我们重点介绍了朝着最终的Li-Garnet固态电池商业化时必须解决的挑战。
然而,在实现基于LLZ的ASSB的主要挑战中,具有促进电池操作的属性的阴极/LLZ界面形成,例如低界面电阻和良好的接触。因此,LLZ的densi cation采用了高于1000°C的温度下的犯罪策略,以增强其对LI金属的离子电导率和稳定性。然而,这种高温犯罪不可避免地会导致形成高电阻的电极/LLZ相间,从而导致电池较差。12,13可以通过两条路线形成阴极/LLZ接口。在第一个路径中,涉及将阴极层涂在烧结的LLZ磁盘上,LLZ在升高的温度下呈密密度密度,然后使用诸如筛网印刷和浸入等方法与阴极层涂层,并且所得的PORTODE/LLZ系统是在低温到
b'功能陶瓷对于电池的可扩展生产固体电解质至关重要。li-garnet li 7 la 3 Zr 2 O 12 D(LLZO),尤其是其立方相(Cllzo),由于其高LI + conductitivity和广泛的电化学稳定性窗口而引起了人们的注意。但是,高烧结温度引起了对阴极界面稳定性,生产成本和可扩展制造能源消耗的担忧。我们显示了一种替代\ Xe2 \ x80 \ x9csinter-free \ xe2 \ x80 \ x9d途径,以稳定Cllzo作为其烧结温度的一半胶片。具体而言,我们建立了一个时间温度的翻译(TTT)图,该图可捕获基于结晶焓分析的非晶态 - 结晶的LLZO转换,并确认在500 \ xc2 \ xc2 \ xb0的低温下进行薄膜薄膜的稳定稳定。可用于针对生产中碳足迹减少的电池电池设计。
通过固相反应制备了 Nd 3 + 掺杂的 Y 3 Al 2 Ga 3 O 12 石榴石陶瓷颗粒,并以此为原型研究 Nd 3 + 激活石榴石荧光粉作为低温和高温范围玻尔兹曼温度计的潜力。尽管近红外发射 Nd 3 + 激活荧光粉通常用于生物应用,但它们的实际用途受到生理温度范围内低灵敏度的阻碍。相反,100 800 K 范围内的光致发光分析在低温和高温范围内都表现出有趣的性能。事实上,通过利用 4 F 3 / 2 的斯塔克能级(Z 能级)以及 4 F 5 / 2 和 4 F 3 / 2 激发态的发射率,可以在同一材料中构建两个可靠的玻尔兹曼温度计,分别在低温范围(100 220 K)和高温(300 800 K)下工作。
摘要 石榴石型固态电解质 (SSE) 因其高离子电导率、宽电化学窗口和显著的 (电) 化学稳定性而成为全固态锂 (Li) 电池的首选。然而,正极/石榴石界面差和正极负载普遍较低等棘手问题阻碍了它们的实际应用。在此,我们展示了通过放电等离子烧结构建增强正极/石榴石界面的方法,通过将 Li 6.5 La 3 Zr 1.5 Ta 0.5 O 12 (LLZTO) 电解质粉末和 LiCoO 2 /LLZTO 复合正极粉末直接共烧结成致密的双层,并以 5 wt% 的 Li 3 BO 3 作为烧结添加剂。具有 LiCoO 2 /LLZTO 交联结构的块状复合正极牢固地焊接到 LLZTO 层上,从而优化了锂离子和电子的传输。因此,一步集成烧结工艺实现了 3.9 Ω cm 2 (100 ◦ C) 的超低正极/石榴石界面电阻和高达 2.02 mAh cm −2 的高正极负载。此外,Li 3 BO 3 增强的 LiCoO 2 /LLZTO 界面还能有效减轻 LiCoO 2 的应变/应力,从而有助于实现卓越的循环稳定性。面积容量为 0.73 mAh cm −2 的块体型 Li|LLZTO|LiCoO 2 -LLZTO 全电池在 100 µ A cm −2 下经过 50 次循环后的容量保持率为 81.7%。此外,我们发现不均匀的锂沉积/剥离会导致间隙的形成,最终导致长期循环过程中锂和 LLZTO 电解质的分离,这成为大容量全电池中的主要容量衰减机制。这项工作深入了解了 Li/SSE 界面的退化,并提出了从根本上改善石榴石基全固态锂电池电化学性能的策略。
1 Vida Products, Inc.,美国加利福尼亚州罗纳特公园 94928 2 加州大学伯克利分校,美国加利福尼亚州伯克利 94720 3 内布拉斯加大学林肯分校物理与天文系,美国内布拉斯加州林肯 68588 4 劳伦斯伯克利国家实验室分子铸造厂,美国加利福尼亚州伯克利 94720 5 劳伦斯伯克利国家实验室材料科学部,美国加利福尼亚州伯克利 94720 6 加州大学圣克鲁斯分校物理系,美国加利福尼亚州圣克鲁斯 95064 7 劳伦斯伯克利国家实验室分子铸造厂国家电子显微镜中心,美国加利福尼亚州伯克利 94720 8 长冈工业大学材料科学与技术系,日本新泻长冈 940-2188 9科罗拉多州立大学,科罗拉多州柯林斯堡 80523,美国 10 斯坦福大学 Geballe 先进材料实验室,加利福尼亚州斯坦福 94305,美国 11 斯坦福大学应用物理系,加利福尼亚州斯坦福 94305,美国 12 奥本大学电气与计算机工程系,阿拉巴马州奥本 36849,美国 13 高折射率光学公司,加利福尼亚州海沃德 94545,美国 14 内布拉斯加大学林肯分校内布拉斯加材料与纳米科学中心,内布拉斯加州林肯 68588,美国 15 圣克拉拉大学电气与计算机工程系,加利福尼亚州圣克拉拉 95053,美国
在图案化的周期性周期性纳米线上大大增强了Faraday旋转,在二晶型铁石榴石膜上[10]。大多数表面等离子体的研究都集中在金属等贵金属上。但是,这些金属必须与光学活性材料结合使用,以提供血浆的主动控制。特别是,可以用应用于磁性金属杂种系统的磁场来控制磁质量[11,12]。磁光kerr效应(moke)将线性极性光转换为Mo材料中的椭圆极化光。最近,Moke已用于检测磁性纤维中的SOC相关扭矩,例如通过电子旋转角动量和光线之间的相互作用,例如绝缘Yttrium-Iron Garnet(YIG)和金属COFEB以及重金属PT异质结构[13,14]。YIG中的摩克很小,对于近红外波长。用二晶体或稀土元素代替Yttrium可以增强摩克,而磁矩只有很小的变化[15-18]。双掺杂的YIG中的大Mo效应是由原子内轨道偶极子偶极转变在CE的4F和5D状态之间或Inter- inter-