【介紹】

固態(tài)電池技術(shù)是突破鋰離子電池能量密度瓶頸的關(guān)鍵技術(shù)之一，也是電化學儲能領(lǐng)域的研究熱點。與傳統(tǒng)鋰離子電池相比，固體電池更安全，因為它不含液態(tài)有機溶劑，也沒有液體泄漏和氣體燃燒等問題。另外，現(xiàn)在假設(shè)固體電解質(zhì)穿越具有良好的機械強度，在使用金屬鋰陰極時可以防止枝晶生長問題。固態(tài)電池的重要問題是多樣性，即充電和放電速度較慢。為了解決這個問題，要具有很高離子電導率的固體電解質(zhì)。近年來，各種金屬硼化物(Li2B12H12、LiCB11H12等)被發(fā)現(xiàn)具有很高的離子電導率，有望成為優(yōu)良的固體電解質(zhì)。然而，它們的熱力學穩(wěn)定性、正負電極間的適合度以及抑制枝晶生長的能力仍存在很大的疑問。

(效果介紹)

最近，香港科技大學(hkust)的FrancescoCiucci的團隊使用量子化學核算系統(tǒng)研究了金屬硼氫化物(Li,Na,Ca,Mg)的熱力學性質(zhì)及其與電極的相容性。采用基于研究。[4]的討論表明金屬硼氫化物在高氧化熱力學潛在不安全,但其差異化的產(chǎn)品具有較高的電化學窗口,因此能夠限制電解質(zhì)膜的進一步分化,結(jié)果的基礎(chǔ)上提出了世界一種界面穩(wěn)定機制和李猜,氫化鈉硼微電化學窗口可以放大到5v的機械功能金屬硼氫化也是討論和發(fā)現(xiàn)它剪切模量較低,因此與純金屬電極的機械適應(yīng)性差和樹突上升難以克制。通過相關(guān)的陰離子巨浪能壘和觀測到的離子超導相變溫度(超離子相變溫度)，提出了不同半徑摻雜陰離子旅行離子電導率的方法，并得到了實驗驗證。

除Ca外，與純金屬電極的反用途力不強，所以只有Ca的硼氫化物在回收電位下比較容易區(qū)分。參見圖3中的電化學窗口。在氧化條件下，Li2B12H12與Li2B12H12短暫分化為Li2B12H12,Li2B12H12相對穩(wěn)定，不會繼續(xù)被氧化，保護了LiBH4等固體電解質(zhì)(見圖4)。

之前Monroe等人[5]提出了兩倍剪切模量理論來預測電解液是否能夠抑制枝晶的生長:當電解液剪切模量大于金屬鋰的剪切模量時，界面可以穩(wěn)定。與Li和Naborohydrodes相比，剪切模量相對較小，因此，與以前廣泛認為的不同，這種固體電解質(zhì)可能無法抑制枝晶的生長。因此，要進行長期的大電流充放電試驗。

圖6量子化學計算的負離子翻滾能壘與相變溫度的關(guān)系;各種金屬硼氫化物的陽離子缺陷構(gòu)成能

金屬硼氫化物通常有兩相。低溫時，金屬硼氫化物陰離子不滾動，陽離子緩慢松散。因此，當臨界溫度降低到室溫時，可以利用旅行離子的電導率。作者發(fā)現(xiàn)臨界溫度與負離子翻滾能壘高度相關(guān)(圖6)，并提出無半徑的負離子摻雜可以降低溫度，YanYigang等人最近的實驗討論驗證了這一點。

動力學模擬結(jié)果表明，鎂和鈣硼氫化物的溶解度較低，不適合在室溫固態(tài)電池中作為電解質(zhì)。(圖7)

【摘要】

金屬硼氫化物是一種理想的固體電解質(zhì)。由于界面穩(wěn)定機理，它們具有良好的電化學抗氧化性能。然而，研究了金屬電極對長周期枝晶生長的要求。