Li2S-P2Ss玻璃-陶瓷在全固态锂二次电池中的应用

来源:钜大LARGE    2011-06-21 17:25:00    点击量:0

Mizuno等组装了实验电池Li/Li2S-P2Ss玻璃-陶瓷/liC002,在最优充放电条件下电池的不可逆容量在第2次循环后急剧减小,充放电容量随着循环次数的增加逐渐增长,经200次循环后电池仍保持100mA.h/g的放电容量,充放电效率几乎为100%,电池性能优于以95(0.6Li2S-0.4SiS2)—5Li4SiOd玻璃为电解质的固态In/LiCoO2电池。Li/Li2S-P2Ss玻璃-陶瓷/CIn-Li/Li2S-P2Ss玻璃-陶瓷/石墨电池的首次充放电容量分别为337mA.h拒和25lmA.h/g,第二次循环的库仑效率达到96%,并且在接下来的循环中容量基本保持不变,说明在锂的脱嵌过程中无其它副反应发生,其首次充放电曲线。
从以上两种电池的循环性能可以看出,Li2S-P2Ss玻璃-陶瓷与LiC002正极和石墨负极的相容性都很好,从而实现了以这两种材料为正负极的单一电解质全固态锂离子电池。Seino等最近报道,对于C/Li2S-P2Ss玻璃-陶瓷/LiC002电池体系,在首次充放电过程中库仑效率比较低,但循环4次后电池的库仑效率几乎为100%,容量从最初的100mA.h/g逐渐降到第10次循环的80mA.h,并在以后的循环中几乎保持恒定(大约70mA.h)。另外,这种电池也具有优良的高倍率充放电性能,考虑到Seino等所使用的玻璃-陶瓷组成为70Li2S-30PzSs,估计若使用80Li2S-20P2S5的玻璃-陶瓷为电解质,电池的充放电容量将会更高。Hayashi等组装了全固态锂二次电池Li/LizS-PzSs玻璃-陶瓷/P2Ss—SnS,在64uA/cm2的电流密度下其首次放电容量达590mA.h/g,是如今商业化锂离子电池放电容量的1.5倍,循环50次后电池的可逆放电容量仍然保持在400mA.h拒以上。