磷酸钛铝锂基全固态金属锂电池界面稳定性研究

采用固体电解质代替具有可燃性的液态电解液可有效解决当今锂离子电池的安全问题。然而，固态电池中的电极/电解质的固-固接触通常具有较大的界面阻抗，从而导致电池极化增加。采用聚偏氟乙烯(PVDF)基固体电解质作为正负极界面缓冲层，可有效地解决固体电解质与电极的高界面阻抗问题，使正极界面单位面积阻抗从1 716Ω/cm²降至213Ω/cm²。在负极处，PVDF可提供良好的弹性支撑，使负极界面单位面积阻抗从1 135Ω/cm²降至109Ω/cm²。此外，金属锂对称电池的直流极化测试表明，经过PVDF修饰后负极界面稳定性显著提高。最后，组装的钴酸锂/金属锂软包电池，正负极界面均经PVDF修饰后，电池能量密度可达到336 W·h/kg。1C条件下循环300次后，容量保持率可从30.7%提升至83.3%。