澳门新葡澳京加州大学圣地亚哥分校和芝加哥大学领导开发出新薄膜固态电解质 改善锂金属电池该团队还在功能电池测试中应用独立式LiPON薄膜,结果发现它在零外部压力下澳门新葡游戏网,借助内部压应力和金籽晶层澳门新葡游戏网,可促进均匀致密的锂金属电化学沉积澳门新葡游戏网。相关研究已发表于期刊《Nature Nanotechnology》。该研究团队由芝加哥大学和加州大学圣地亚哥分校的电池研究员Ying Shirley Meng教授领导。
LiPON是一种薄膜固态电解质澳门新葡澳京澳门沙金在线平台,可传导锂离子,并可与未来锂电池行业的各种电极材料匹配澳门新葡游戏网。然而,现有的LiPON生产方法阻碍了研究人员充分了解这种材料澳门新葡官网进入。目前,该团队找到新方法来生产这种有前景的独立式固态电解质澳门新葡官网进入澳门新葡官网进入,从而可以对LiPON进行更全面的研究。通过该新方法澳门新葡澳京,使用这种固态电解质使锂金属固态电池能够在最小的外部压力下工作。
LiPON最初由橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory)的科学家于1992年开发澳门新葡游戏网澳门新葡澳京。尽管过去三十年来不断进行研究澳门新葡游戏网,但人们对LiPON的内在特性及其相关接口仍然缺乏透彻的了解澳门新葡澳京,阻碍了其前景和发展LiPON材料澳门新葡官网进入。导致这种困境的几个因素包括:LiPON是一种非晶材料澳门新葡游戏网,通过常规的基于衍射的技术几乎无法提供结构信息;LiPON对环境空气和电子束敏感澳门新葡游戏网,进一步限制了可用的研究工具;传统的LiPON合成是在固体基底上进行的。这种方法不足以生成用于光谱测量的决定性信号澳门新葡游戏网澳门新葡游戏网澳门新葡澳京。
鉴于研究LiPON所面临的已知挑战澳门新葡游戏网,该团队开发以独立形式生产LiPON薄膜的新方法。其结果是一种灵活澳门新葡官网进入、透明的独立式LiPON(FS-LiPON)薄膜,它与多种光谱技术兼容。与基于衍射的技术相比,这些技术更有可能揭示LiPON的独特特性澳门新葡游戏网。这一进展产生了新的见解,包括:固态核磁共振测量揭示了锂金属和LiPON之间界面形成的定量视图;差示扫描量热法测量显示LiPON的玻璃化转变温度约为207℃;纳米压痕测量得出LiPON的杨氏模量约为33 GPa。
除了收集有关LiPON的新基本见解外澳门沙金在线平台,研究团队还在功能电池测试中实施了新型独立式固态电解质澳门新葡游戏网澳门沙金在线平台。研究小组报告称澳门新葡澳京,借助内部压应力和金籽晶层,薄膜FS-LiPON在零外部压力下促进均匀致密的锂金属电化学沉积澳门新葡游戏网澳门新葡官网进入。这一发现为散装固态电池的界面工程提供了有价值的提示澳门新葡游戏网。