高能量密度全固态锂金属电池Li_(6.4)La_(3)Zr_(1.4)Ta_(0.6)O_(12)基锂硼负极的制备及性能

摘要

采用熔融态金属锂与高纯硼粉复合制备了锂硼复合材料并应用于固态电解质(Li_(6.4)La_(3)Zr_(1.4)Ta_(0.6)O_(12),LLZTO)制作对称电池,对比研究了锂硼复合固态对称电池与锂金属固态对称电池的电化学性能。结果表明:锂硼复合固态电池界面阻抗(约6Ω/cm^(2))小于金属锂固态电池的界面阻抗(约103Ω/cm^(2)),说明锂硼复合电极和固态电解质接触良好;在400μA/cm^(2)的电流密度下进行充放电测试,锂硼复合固态对称电池可以稳定循环250次以上,而金属锂固态电池很快失效;锂硼复合固态对称电池在0.1 mAh保持容量下的临界电流密度达到2700μA/cm^(2),在0.1 mA/cm^(2)电流密度下的面容量可达12 mAh/cm^(2)。研究表明该锂硼复合固态对称电池具有优异的循环性能。