Eletrólitos sólidos do tipo granada estão atraindo grande interesse devido à alta condutividade iônica e excelente estabilidade eletroquímica contra o metal Li. No entanto, a espessa camada eletrolítica e a natureza rígida, bem como o mau contato interfacial, são enormes obstáculos para sua aplicação em baterias de lítio totalmente em estado sólido. Atualmente, pesquisadores na China fornecem uma estratégia promissora para realizar Li_6,4 flexível de 20 μm de espessura La₃ Zr_1.4 Ta_0,6 O₁₂ eletrólito sólido para baterias de lítio de estado sólido de alto desempenho.
Eles publicaram seu trabalho em 4 de julho na revista Energy Material Advances .

"O desenvolvimento de baterias de lítio de estado sólido seguras e de alta densidade de energia que empregam eletrólitos sólidos é imperativo", disse o autor Xiayin Yao, professor do Instituto Ningbo de Tecnologia e Engenharia de Materiais da Academia Chinesa de Ciências (CAS). "A densidade de energia no nível da célula de todas as baterias de lítio de estado sólido depende muito da espessura dos eletrólitos sólidos e do filme fino de eletrólitos sólidos inorgânicos geralmente mostram uma natureza espessa e rígida".

Yao explicou que os eletrólitos à base de granada de polímero em cerâmica podem superar substancialmente os desafios mencionados acima dos eletrólitos de cerâmica do tipo granada.

"O eletrólito sólido à base de granada de polímero em cerâmica pode combinar os méritos de flexibilidade do componente de polímero e excelente estabilidade eletroquímica, módulo mecânico e estabilidade térmica de eletrólitos inorgânicos", disse Yao. "No entanto, devido à resistência inferior do componente polimérico, o eletrólito sólido à base de granada de polímero em cerâmica geralmente mostra fratura frágil, reduzindo sua espessura sob altos teores inorgânicos. preparado pelo método de slurry casting, que envolve a evaporação de solventes nocivos maciços e geralmente sofre sedimentação de partículas inorgânicas aglomeradas durante o processo de preparação."

Yao e sua equipe desenvolveram um Li_6.4 flexível de 20 μm de espessura La₃ Zr_1.4 Ta_0,6 O₁₂ Eletrólito sólido à base de (LLZTO) com 90% em peso de LLZTO através de procedimento sem solvente. O filme baseado em LLZTO de 20 μm de espessura resultante exibe condutância iônica ultra-alta de 41,21 mS a 30 ^o C, excelente estabilidade à oxidação de 4,6 V, estabilidade térmica superior e não inflamabilidade. Além disso, a célula simétrica Li||Li correspondente pode ciclo estável por mais de 2000 h com baixo sobrepotencial a 0,1 mA cm ^-2 menos de 60 ^o C.

"A viabilidade do filme baseado em LLZTO em bateria de metal de lítio totalmente em estado sólido foi verificada. O Li||LiFePO₄ montado célula de bolsa com interface de eletrólito/catodo integrada exibe excelentes desempenhos de taxa e desempenho de ciclo com uma retenção de capacidade de 71,4% de 153 mAh g ^-1 para 109,2 mAh g ^-1 a 0,1 C acima de 500 ciclos abaixo de 60 ^o C", disse Yao. "O filme ultrafino à base de LLZTO apresentado tem um grande potencial para aplicações práticas em baterias de lítio totalmente em estado sólido." + Explore mais

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