锂镧锆钽氧改性对固态锂离子电池的性能影响

利用无水乙醇离心洗涤法对LLZTO进行预处理,对LLZTO与PVDF溶液凝胶变色的原因进行了研究,通过XRD,FTIR,ICP测试手段对LLZTO中碱性杂质的成分进行了研究,对洗涤前后的LLZTO的离子电导率、固态电解质膜的离子电导率和SEM照片进行了对比,并对分别使用洗涤前后的LLZTO的固态锂离子电池的电化学性能进行了对比测试。结果表明,使得LLZTO与PVDF溶液凝胶变色的原因为LLZTO中的碱性杂质,其主要成分为LiOH。通过无水乙醇离心洗涤能对碱性杂质做到良好的去除,可以将LLZTO的离子电导率提高约1.668×10-4S·cm-1,固态电解质膜的离子电导率提高约1×10^-4S·cm^-1。去除碱性杂质的固态电解质膜成膜性更好,并且其电池的循环稳定性更好,循环200圈过后比使用未洗涤的LLZTO的电池容量高约50mAh·g^-1。

基于有机-无机复合固态电解质膜的全固态锂电池制备与性能研究

在聚合物电解质中添加Li7La3Zr1 4Ta0 6O12(LLZTO)粉体可以降低聚合物材料的结晶度,促进锂离子迁移,进而提高固态电解质的离子电导率。以双三氟甲基磺酸亚酰胺锂(LiTFSI)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)以及LLZTO粉体为原料制备了不同LLZTO含量的氧化物-聚合物复合固态电解质。研究发现,添加质量分数20%LLZTO的固态电解质具有较高的离子电导率以及高机械强度,同时具有更宽的电化学窗口(5.5V)。所制备的复合正极/固态电解质/复合负极全固态锂离子软包电池首次充放电比容量分别为176.32和143.31mAh/g,首次库伦效率为81.3%,25次循环后电池放电容量保持率维持在93%以上。此外,循环前后阻抗变化较小,表现出较好的界面稳定性。