Anòd pou batri ityòm tout eta solid ki baze sou sulfid - Pati 2 Lòt anod

Dènye pwogrè sou anod pou batri ityòm ki baze sou sulfid tout eta solid

—— Pati 2 Lòt anod

Otè:

JIA Linan, DU Yibo, GUO Bangjun, ZHANG Xi

1. Lekòl Jeni Mekanik, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200241, Lachin

2. Shanghai Yili New Energy Technology Co, LTD. , Shanghai 201306, Lachin

Anòd alyaj ityòm

Akòz gwo reyaksyon bò entèfas, ityòm pi difisil pou itilize dirèkteman nan elektwolit sulfid solid nan kout tèm, se konsa materyèl alyaj ityòm bay yon opsyon ki pi atire. Konpare ak anod ityòm metalik, anod alyaj ityòm ka amelyore mouillabilite koòdone, anpeche ensidan an nan reyaksyon bò koòdone, amelyore estabilite chimik ak mekanik nan koòdone nan elektwolit solid, epi evite sikui kout ki te koze pa kwasans lan nan dendrite ityòm. An menm tan an, konpare ak likid ityòm-ion pil, anod alyaj ka montre pi wo dansite enèji ak pi bon estabilite nan tout-solid-eta pil. Sepandan, elektwòd negatif alyaj yo pral sibi pi gwo volim ak chanjman estriktirèl pandan chaj ak egzeyat (tankou alyaj Li-Si, alyaj Li-Sn, elatriye), kidonk plis rechèch ki nesesè sou devlopman ak aplikasyon nan materyèl alyaj. Pami divès kalite alyaj ityòm, alyaj Li-In popilè nan echèl laboratwa a akòz pi bon duktilite mekanik li yo ak potansyèl redox konstan (0.62 V vs Li +/Li) sou yon ranje esteyyometrik lajè. Li-In alyaj yo jeneralman konsidere yo dwe tèrmodinamikman ak sinetik materyèl ki estab pou elektwolit sulfid. Li se lajman ki itilize nan laboratwa yo teste pèfòmans nan elektwolit oswa materyèl katod, pandan y ap montre bon sik estabilite anba kondisyon ki ba aktyèl ak chaj ki ba. Sepandan, potansyèl redox ak pwa molekilè nan alyaj Li-In yo wo anpil, sa ki redwi anpil avantaj dansite enèji nan tout-solid-eta ityòm-ion pil. Anjeneral, etid yo kwè ke pa gen okenn kwasans nan dendrit ityòm nan alyaj Li-In. Sepandan, Luo et al. te fè tès chaj ak egzeyat sou Li-In|LPSCl|LNO@NCM622 batri tout eta solid anba gwo dansite aktyèl (3.8 mA·cm-2) ak gwo chaj (4 mA·h·cm{{23} }). Yo te jwenn batri a gen yon kous kout apre apeprè 900 sik. Batri a kenbe kapasite sik ki estab ak prèske 100% efikasite Coulombic pandan sik chaj-egzeyat jiska 890 sik, men kapasite a te kòmanse diminye rapidman apre 891 sik, tonbe nan tou pre 0 nan sik la 897th. Chaj la ki enpòtan ak koub vòltaj egzeyat nan batri a soti nan 891yèm nan sik la 897th, nan ki kapasite nan chaje piti piti ogmante, pandan y ap kapasite nan egzeyat korespondan diminye. Nan sik la 897th, batri a kontinye chaje ak kapasite a ap kontinye ogmante, akonpaye pa yon pi ba pousantaj ogmantasyon vòltaj, ki endike ensidan an nan yon kous kout entèn ak echèk batri. Mekanis kwasans nan dendrite Li-In te revele atravè SEM, XPS ak lòt karakterizasyon ak simulation AIMD. Endike ke anba gwo aktyèl ak gwo chaj kondisyon. Metal In se tèmodinamikman ak sinetikman enstab nan elektwolit sulfid. Chanjman volim ak ti reyaksyon entèfas pwovoke kwasans Li-In dendrites, finalman mennen nan echèk batri pandan sik long. Diferan de kwasans vètikal nan dendrit ityòm, mòd kwasans nan dendrit Li-In se kwasans lateral sou porositë yo ak fwontyè grenn jaden yo. Pousantaj kwasans lan ralanti epi li lakòz ti domaj nan estrikti elektwolit sulfid la (Figi 6). Se poutèt sa, Li-In kwasans dendrit ka siprime pa amelyore estabilite elektwochimik nan elektwòd metal la / elektwolit solid ak diminye porosite nan elektwolit la.

Fig.6 Anvan ak apre evolisyon koòdone monte bisiklèt pou selil Li-In|LPSCl|LNO@NCM622

Al gen avantaj ki genyen nan gwo duktilite, rezèv segondè, ak segondè konduktiviti elektwonik. Li gen yon gwo kapasite teyorik espesifik (990 mA·h·g-1) ak yon to ekspansyon ti volim (96%) nan mitan materyèl alyaj ityòm. Li se youn nan materyèl anod batri ityòm ki pi pwomèt tout eta solid. Jan yo montre nan Figi 7 (a), Pan et al. prepare yon lektwòd negatif alyaj Li-Al san lyan ak ajan konduktif (Li0.8Al, kapasite espesifik 793 mA·h·g-1, 0.35 V vs Li +/Li). Gen bon konpatibilite ak elektwolit LGPS. Sa a se akòz lefèt ke potansyèl k ap travay nan Anòd alyaj Li-Al prepare se nan fenèt aktyèl estabilite elektwochimik LGPS [Fig. 7(b)]. Anpeche elektwolit la nan redwi ak dekonpoze, batri a tout-solid-eta reyini te montre revèrsibilite ekselan, ak yon pousantaj retansyon kapasite kòm yon wo 93.29% nan 200 sik. Anba kondisyon an nan rapò N / P nan 1.25, dansite enèji batri a te rive nan 541 W·h·kg -1, pwouve ke alyaj Li-Al gen kandida aplikasyon ekselan.

Fig.7 Schematics Anòd alyaj Li-Al nan ASSLBs

Sakuma et al. etidye matche Li-Sn alyaj, Li-Si alyaj ak Li4-x Ge1-x P x S4 elektwolit, epi obsève pi piti rezistans koòdone ak pi wo potansyèl redox. Hashimoto et al. te itilize fraisage boul gwo enèji pou prepare yon seri Li4.4Ge x Si1-x (x=0~1.0). Pami yo, Li4.4Ge0.67Si0.33 montre pi gwo kapasite espesifik (190 mA·h·g-1) e li gen bon chaj ak revèrsibilite egzeyat. Park et al. te itilize fraisage boul mekanik pou melanje ak moulen poud ityòm ak poud Silisyòm pou prepare alyaj Li4.4Si, elektwòd pozitif Li4Ti5O12, ak elektwolit Li2S-P2S5 pou rasanble yon batri ityòm tout eta solid. Etid la te jwenn ke pèfòmans batri a te siyifikativman amelyore apre segondè fraisage boul nan alyaj Li-Si a, se sa ki, rediksyon nan gwosè a patikil nan alyaj la ityòm-Si te fezab nan depozisyon an inifòm ak nidite nan ityòm pandan la. pwosesis chaj ak egzeyat.

Fim alyaj ityòm ka itilize tou kòm yon mwayen pou estabilize koòdone elektwòd negatif la. Choi et al. itilize yon metòd woule senp pou konbine Ag ak yon epesè 10 μm ak Li ak yon epesè 150 μm ak Lè sa a, deyò aplike presyon pou jwenn yon fim alyaj Li-Ag. Kontni an wo nan Ag fasil fòme yon koòdone ki estab ak elektwolit la sulfid ak inibit kwasans lan nan dendrite ityòm. Anplis de sa, ti kantite ki rete Ag ki pa fòme alyaj Li-Ag patisipe nan reyaksyon solisyon solid ak Li, ki soulaje kwasans inegal nan ityòm. Batri a tout-solid-eta rasanble te montre yon kapasite retansyon nan 94.3% sou 140 sik, epi li ta ka tou sik stab nan yon pousantaj segondè nan 12 C. Rechèch pa Kato et al. te jwenn ke mete yon fim Au nan koòdone elektwolit Li/Li3PS4 ka anpeche fòmasyon nan vid apre premye disolisyon ityòm ak ogmante sit depo Li, ki ede amelyore revèsib batri a. Anplis de sa, disolisyon nan fim nan Au nan ityòm metalik ka yon rezon pou amelyore pèfòmans nan elektwochimik nan koòdone nan elektwòd negatif. Selil Li-simetrik ak yon fim Au ki mete nan koòdone Li/Li3PS4 ka opere stab nan gwo dansite aktyèl (1.3 mA·cm-2) ak kapasite gwo zòn (6.5 mA·h·cm-2 ) san kous kout. Li/Au/Li3PS4/LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2 tout-solid-eta batri a gen yon lavi sik nan plis pase 200 fwa nan yon dansite aktyèl segondè nan 2.4 mA·cm -2.

Silisyòm anod

Si konsidere kòm youn nan materyèl anod ki pi pwomèt akòz kapasite espesifik teyorik ultra-wo li (4200 mA·h·g-1), rezèv segondè, pri ki ba, zanmitay anviwònman an, ki pa toksisite, ak potansyèl opere ki ba nan 0.4 V. Rechèch sou aplikasyon an nan anod Si nan likid ityòm-ion pil te devlope pou plis pase trant ane epi li toujou trè popilè. Dènyèman, kòm tout-solid-eta ityòm pil yo te antre nan jaden an nan rechèch enèji, travay yo te kòmanse konvèti teknoloji a Silisyòm ki byen devlope soti nan sistèm likid ityòm-ion batri nan sistèm batri tout-solid-eta. Sepandan, konpare ak rechèch la sou devlope gwo kapasite Silisyòm anod pou likid ityòm-ion pil, byenke gen kèk rapò sou aplikasyon an nan anod Silisyòm ki baze sou sulfid tout-solid-eta pil, rezilta yo demontre yo toujou trè enpòtan. Sepandan, anod Si la gen konduktiviti elektwonik ki ba (1.56 × 10-3 S·m-1), ba koyefisyan difizyon ityòm ion (10-14-10-13 cm2 · S-1), ak gwo ekspansyon volim (Li4. 4Si se sou 360%) ak lòt dezavantaj, ki limite dimansyon aplikasyon li yo. Rezon ki fè Si elektwòd negatif la echwe nan batri a se jeneralman akòz gwo volim ekspansyon nan Si pandan pwosesis la litiation / delityasyon, ki lakòz poud, fann ak gwo estrès, ak pwodui yon seri de konsekans grav destriktif. Pou egzanp: (1) Deteryorasyon nan entegrite estriktirèl nan elektwòd la akòz kraze repete pandan egzeyat / chaj. (2) Dekoneksyon ant elektwòd la ak pèseptè aktyèl ki te koze pa estrès entèfas. (3) Iyon ityòm yo kontinyèlman boule pandan pwosesis fòmasyon-destriksyon-refòm kontinyèl kouch SEI la.

Kounye a, metòd souvan itilize pou optimize anod Silisyòm pou batri ityòm solid-eta gen ladan kontwòl gwosè (nano-silikon), konsepsyon estriktirèl, anod fim mens, alyaj, aplikasyon presyon, anod konpoze ak lyan avanse / materyèl kondiktif (tankou Si -C anodes), elatriye Sakabe et al. itilize magnetron sputtering pou prepare anod Silisyòm amorphe ki pa pore ak pore, epi konbine yo ak elektwolit 80Li2S·20P2S5 pou fè tès kapasite sik. Apre 100 sik, 3.00 µm-epesè fim nan Silisyòm amorphe ki pa pore sèlman te montre apeprè 47% kapasite parapò ak 10yèm sik la. Fim Silisyòm amorphe 4.73 µm ki mouye a montre yon kapasite litiation ki wo tankou 3000 mA·h·g-1. Apre 100 sik, pousantaj retansyon kapasite konpare ak 10yèm sik la depase 93%. Li montre ke estrikti pore a ka efektivman amelyore estabilite sik batri a. Okuno et al. aplike anod konpoze Silisyòm ki mouye a nan yon batri tout eta solid ak elektwolit Li3PS4 epi li te montre yon pousantaj retansyon kapasite segondè ki gen plis pase 90% nan 100 sik. Sa a se paske porositë yo nan patikil Silisyòm yo rezoud gwo chanjman volim pandan litiation ak delitiation, amelyore estabilite sik la. Kontrèman, estabilite sik la nan anod Silisyòm komèsyal ki pa pore se pòv, ak pousantaj retansyon kapasite nan 100 sik se sèlman 20% oswa menm pi ba. Poetke et al. rapòte ke silisyòm-kabòn konpoze anile nanomateryèl yo te itilize kòm elektwòd negatif pou tout-eta solid ityòm-ion pil epi yo te aplike avèk siksè nan Si-C|Li6PS5Cl|NCM plen pil. Nanostructured Si-C konpoze yo itilize nan etid la bay yon espas ant nanopartikul Silisyòm (SiNPs) ak yon koki kabòn deyò. Koki kabòn nan ka efektivman konpanse pou chanjman volim Silisyòm, amelyore pèfòmans elektwochimik konpare ak SiNPs fè.

Nan dènye ane yo, kominote akademik la te repete reyalize avans nan rechèch la nan anod Silisyòm pi bon kalite. Nan 2020, Cangaz et al. rapòte yon anod Silisyòm kolòn prepare pa yon pwosesis PVD, ak konbine avèk yon elektwolit Li6PS5Cl ak yon LiNi0.9Co{{90}}.05Mn0.05O2 katod pou prepare yon batri tout eta solid ak yon gwo kapasite espesifik (210 mA·h·g-1). Anòd Silisyòm kolòn nan te stab sikile pou plis pase 100 fwa anba yon chaj segondè nan 3.5 mA·h·cm -2, ak yon efikasite Coulombic kòm yon wo 99.7% ~ 99.9%. Pandan sik la, estrikti Silisyòm kolòn nan montre yon efè souf ki genyen yon sèl dimansyon menm jan ak anod ityòm nan direksyon vètikal. Respirasyon ki genyen yon sèl dimansyon sa a ka konpanse pa porosite intrinsèques estrikti Silisyòm kolòn ak presyon pil ekstèn, fòme yon SEI ki estab ki genyen de dimansyon. An menm tan an, presyon an pil (20 MPa) tou siprime delaminasyon nan Silisyòm nan kolòn ak pèseptè aktyèl la. Konpare ak anod ityòm metalik, anod Silisyòm kolòn sa a elimine risk pou dendrite ityòm, sikui kout ak pèt ityòm mouri. Nan 2021, Tan et al. rapòte yon 99.9.9% (mas) komèsyal micron-klas pi Silisyòm Si (μ-Si) anod. Zòn kontak koòdone ant elektwòd negatif la ak elektwolit Li6PS5Cl la se yon avyon ki genyen de dimansyon, menm si ekspansyon volim rive pandan chaj ak egzeyat. Sepandan, avyon an de dimansyon toujou kenbe, epi pa gen okenn nouvo koòdone ki fòme. Alyaj Li-Si ki te fòme pa lektwòd negatif litiated μ-Si a gen pwopriyete chimik ak mekanik inik, ki ogmante zòn kontak ant elektwòd negatif la ak elektwolit la [Figi 8 (a)]. Batri ityòm nan tout eta solid ki rasanble pa μ-Si, Li6PS5Cl elektwolit ak NCM811 ka opere estab nan yon gwo dansite aktyèl sifas (5 mA·cm-2) ak yon ranje tanperati lajè (-20~ 80 degre). Li gen yon pousantaj retansyon kapasite de 80% apre 500 sik ki estab ak yon mwayèn efikasite Coulombic nan 99.95% [Figi 8 (b)], ki se pi bon pèfòmans nan mikwo-silikon tout-solid-eta pil rapòte byen lwen tèlman. Li se vo mansyone ke anod μ-Si a sibi gwo dansite aktyèl monte bisiklèt san materyèl kabòn kondiktif, efektivman siprime dekonpozisyon nan elektwolit la sulfid. Li bay nouvo lide pou efè negatif kabòn nan elektwòd konpoze Si-C nan panse konvansyonèl yo. Nan 2022, Cao et al. prepare yon elektwòd negatif konpoze ki konpoze de nano-Silisyòm (nm-Si) patikil, kabòn kondiktif, ak Li6PS5Cl nan fraisage boul. Elektwòd negatif konpoze an gen bon konduktiviti elektwonik ak iyon andedan, sa ki ka efektivman redwi dansite aktyèl lokal la ak anpeche jenerasyon dendrite ityòm sou sifas elektwòd negatif la. Li konbine avèk yon sèl kristal NMC811 katod materyèl kouvwi pa yon metòd sol-jèl. Sèvi ak yon fim Li6PS5Cl ak yon epesè 47 μm kòm elektwolit la, yo te jwenn yon batri ityòm tout-eta solid ak yon dansite enèji ki rive jiska 285 W·h·kg-1. Batri a plen reyalize yon gwo kapasite de 145 mA·h·g-1 nan C/3 pou 1000 sik ki estab. Anòd Silisyòm konpoze an montre pwospè nan gwo-echèl manifakti, siyifikativman diminye depans yo, epi li bay yon direksyon pou komèsyalizasyon nan tout-eta solid-eta ityòm pil. Diferan de konsèp konsepsyon elektwòd negatif Tan an, elektwòd negatif konpoze sa a pa sèlman ajoute elektwolit, men tou ajoute ajan kondiktif kabòn. Rezon ki fè la se ke konpare ak μ-Si, nm-Si gen yon sifas ki pi wo, gen plis fwontyè nan anod Silisyòm, epi anjeneral gen yon kouch SiO sou sifas nm-Si. Se poutèt sa, konduktiviti elektrik la se jeneralman 3 lòd nan grandè pi ba pase sa yo ki nan μ-Si, ki anpeche kondiksyon elèktron pandan chaj ak egzeyat. Eksperyans yo montre ke pandan pwosesis pou retire ityòm nan anod nm-Si sa a, elektwolit la sèlman dekonpoze yon ti kras, epi pa gen okenn dendrit ityòm ki pwodui. Baze sou sistèm ki anwo a, Cao et al. pwopoze yon achitekti batri ak yon konsepsyon pil bipolè. Selil sèl yo konekte nan seri atravè yon pèseptè aktyèl pou diminye itilizasyon materyèl inaktif, kidonk reyalize pi wo dansite enèji. Plis espesyalman, yon doub-kouch anpile tout-solid-eta ityòm batri te fè nan koòdone ki estab kristal sèl LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2, Li6PS5Cl, ak nm-Si sèvi kòm elektwòd pozitif, elektwolit, ak elektwòd negatif respektivman, bay yon gwo vòltaj 8.2 V. Dansite enèji nivo batri a se 204 W·h·kg-1, ki pi wo pase 189 W·h·kg-1 yon sèl batri. Sa a konsepsyon anpile bipolè gen bon siyifikasyon referans pou tout jaden batri a tout-solid-eta.

Fig.8 Karakterizasyon entèfas ak pèfòmans monte bisiklèt ant anod µ-Si ak Li6PS5Cl nan ASSLB yo.

Tablo 1 rezime solisyon yo nan koòdone nan ilfid solid elektwolit / anod ak avantaj ki koresponn ak dezavantaj yo.

Tablo 1 Abòde estrateji pwoblèm entèfas ant anod ak elektwolit eta solid ki baze sou sulfid

Lòt anod

Ajan elektwòd kabòn negatif

Lee et al. rapòte yon konsepsyon batri tout eta solid lè l sèvi avèk yon kouch ajan-kabòn (Ag/C) [Figi 9 (a)]. Konsepsyon interlayer sa a efektivman kontwole pwosesis depo ityòm, epi yo obsève depozisyon ityòm ak fenomèn nidite trè revèsib ant kouch Ag/C ak pèseptè aktyèl la. Pami yo, C yo itilize pou separe elektwolit Li6PS5Cl la soti nan ityòm metalik depoze a, ki pa sèlman evite rediksyon elektwolit la, men tou anpeche jenerasyon dendrit ityòm. Ag ka diminye enèji nikleyasyon metalik ityòm pou fòme yon alyaj Ag-Li. Yon pati nan Ag la deplase nan sifas la nan pèseptè aktyèl la pou fòme yon solisyon solid ak ityòm metalik, ankouraje depozisyon inifòm ityòm. Apre egzeyat la, kouch ityòm metalik la konplètman fonn, pandan y ap Ag rete ant pèseptè aktyèl la ak kouch Ag-C la. Konsepsyon sa a ka akomode chanjman volim nan ityòm metalik pandan monte bisiklèt, diminye dansite aktyèl lokal la nan anod ityòm nan, ak amelyore estabilite sik la. Jan yo montre nan Figi 9(b), batri sak rasanble (0.6 A·h) montre gwo dansite enèji (pi gran pase 900 W·h·L-1) nan 60 degre. Efikasite ki estab Coulombic depase 99.8%. Long sik lavi (1000 sik). Li bay nouvo lide pou aplikasyon komèsyal batri ityòm tout eta solid.

Fig.9 Estrikti ak pèfòmans monte bisiklèt pou ASSLB ki baze sou sulfid itilize Ag-C anod

Graphite

Pami divès kalite materyèl anod intercalated pou pil ityòm-ion, grafit se materyèl ki gen plis siksè komèsyal akòz pri ki ba li yo, gwo rezèv, ak lavi sik long. Sepandan, nan jaden an nan tout-solid-eta pil, grafit pa te vin konsantre nan seleksyon materyèl elektwòd negatif akòz kapasite limite teyorik li yo. Nan rapò bonè, grafit te souvan itilize kòm materyèl anod pou elektwolit solid sulfid ki fèk sentèz. Rechèch pita yo te vin konsantre sou mekanis debaz k ap travay nan grafit nan ASSLB sulfid pou optimize konsepsyon ak fabrikasyon elektwòd. Graphite se souvan itilize kòm yon fondasyon pou materyèl anod gwo enèji nan rechèch resan, bay entegrite estriktirèl ak konduktiviti elektrik. Sepandan, lòt elektwòd negatif aktyèl tankou ityòm ak Silisyòm toujou gen pwoblèm tankou gwo pri, gwo to ekspansyon volim, ak sik enstab. Se poutèt sa, grafit, kòm yon materyèl ki gen pri ki ba, gwo rezèv, segondè degre nan komèsyalizasyon ak estabilite segondè, ka jwe yon wòl enpòtan nan devlopman pwosesis la nan tout-solid-eta pil nan premye etap yo. Li nesesè kontinyèlman optimize kapasite ki disponib nan grafit.

Pretretman pèseptè aktyèl la

Batri ityòm-ion Anodeless rasanble pèseptè aktyèl la dirèkteman ak batri a san yo pa ajoute ityòm depase, kote ityòm metalik fòme pa rediksyon iyon ityòm sou pèseptè aktyèl la soti nan plating katod totalman litiated pandan premye sik chaj la. Konsèp sa a te etidye anpil nan domèn ityòm-ion pil, ak kèk ekip yo te pwolonje konsepsyon sa a nan tout-solid-eta ityòm pil. Gu et al. grave sifas pèseptè aktyèl asye pur (SSCC) nan divès degre, matche li ak Li5.5PS4.5Cl1.5 elektwolit solid, ak fè monte bisiklèt elektwostatik lè l sèvi avèk yon konfigirasyon batri asimetri (foil ityòm|FOIL asye pur). Rezilta eksperimantal yo montre ke diferan brutality SSCC gen yon pi gwo enpak sou pèfòmans batri. Batri tout eta solid ki reyini ak SSCC ak yon brutality 180 nm gen pi bon pèfòmans sik elektwochimik pase pil ak yon brutality nan sèlman 20 nm. Sa a se akòz sifas ki graj ogmante pwen kontak ant elektwolit la ak pèseptè aktyèl la, bay pwen reyaksyon miltip ak pèmèt depozisyon inifòm nan ityòm sou koòdone la. Sepandan, lè brutality sifas la depase 500 nm, sifas ki trè rugueux lakòz iyon ityòm yo apèn rive nan pwen kontak limite nan anba grave pèseptè aktyèl la. Sa a diminye presipitasyon ityòm epi li montre pi mal pèfòmans. Fenomèn sa a pa rive nan pil likid. Sa a montre ke entèraksyon ki genyen ant elektwolit solid la ak pèseptè aktyèl la siyifikativman diferan de sa ki nan elektwolit likid la. Li nesesè plis eksplore mekanis k ap travay debaz la ak karakteristik anvan konsepsyon pèseptè aktyèl la nan batri a electrode-gratis negatif tout-solid-eta ka te pote soti.

Rezime ak pespektiv

Avèk aparisyon LGPS ak konduktiviti iyonik segondè, rechèch sou ilfid tout-solid-eta ityòm-ion pil te ogmante anpil. Pami yo, seleksyon an nan materyèl anod ak solisyon an nan pwoblèm koòdone yo te vin youn nan konsantre yo nan rechèch. Anpil entelektyèl te konplè rezime pwogrè rechèch la sou koòdone nan anod ityòm / sulfid elektwolit. Atik sa a bay yon apèsi sistematik sou materyèl anod endikap yo pou pil ityòm tout eta solid ki baze sou elektwolit sulfid, tankou ityòm metalik, alyaj ityòm, ak anod Silisyòm. Pwoblèm nan koòdone ant anod ityòm ak elektwolit sulfid te pwopoze, ak estrateji komen yo amelyore pwopriyete yo koòdone yo te rezime. Kounye a, batri ityòm-ion tout solid-eta yo toujou lwen aplikasyon komèsyal epi yo manke konplè rechèch teyorik debaz ak sipò teknik. Se poutèt sa, pwoblèm sa yo toujou bezwen peye atansyon a nan rechèch nan lavni.

(1) Anòd alyaj ityòm gen ekselan kapasite depo ityòm ak pèfòmans ki pi estab, epi yo te montre gwo potansyèl nan rezoud kwasans Anòd ityòm dendrit ak kous kout, reyalize dansite enèji segondè ak alontèm ki estab tout-eta solid-eta pil ityòm. Nan jaden an nan tout-solid-eta pil, akòz karakteristik sa yo kontak nan koòdone solid-solid, pwoblèm nan nan jenerasyon SEI repete ki te koze pa reyaksyon an nan materyèl alyaj ak elektwolit likid ka rezoud. Yo nan lòd yo pi byen aplike anod alyaj, travay debaz ak aplike bezwen yo dwe fèt pou ogmante konpreyansyon yo genyen sou chimi, elektwochimik, pwopriyete mekanik ak mekanis k ap travay nan anod alyaj nan pil eta solid, konsa tankou satisfè demann lan pou segondè- kapasite, alontèm ki estab pil eta solid. .

(2) Anòd Silisyòm ka maksimize dansite enèji pil ityòm-ion tout eta solid. Sepandan, paske Silisyòm gen konduktiviti elektwonik ki ba, ajan kondiktif kabòn yo itilize souvan pral akselere dekonpozisyon elektwolit sulfid. Ki jan yo kontwole paramèt konpozisyon yo nan anod Silisyòm pou ke li pa ni afekte chemen an kondiktif nan elektwòd la ni lakòz dekonpozisyon nan elektwolit la sulfid se yon gwo defi fè fas a pwosesis la preparasyon anod Silisyòm. Li se tou yon baryè teknik pou endistriyalizasyon gwo-echèl nan anod Silisyòm nan pil eta solid sulfid.

(3) Pwoblèm yo nan rezèv ti ak pri segondè nan ityòm metalik bezwen tou yo dwe peye atansyon a nan aplikasyon aktyèl komèsyal yo. Malgre ke Anòd la ityòm metalik se benefisye nan pwosesis la ityòm plating, li se pa yon eleman ki nesesè yo reyalize reyaksyon elektwochimik ityòm plating. Kondisyon yo itilize nan metal ityòm yo trè piman bouk, ak pwodiksyon an mas nan pil ityòm pral pote gwo risk sekirite. Se poutèt sa, yo nan lòd yo diminye depans yo, amelyore sekirite ak reyalize komèrsyalizasyon final, devlopman nan tout-solid-eta ityòm pil san anod ityòm se yon direksyon rechèch. Pou egzanp, rechèch la sou Ag-C elektwòd konpoze bay yon bon lide pou pwochen travay la. Anplis de sa, mekanis k ap travay debaz la ak karakteristik pèseptè aktyèl yo bezwen tou plis rechèch pou pretreat pèseptè aktyèl yo nan yon fason vize pou jwenn pil pèfòmans-wo nan eta solid san elektwòd negatif.

Devlopman nan materyèl elektwòd negatif nan jaden an nan tout-solid-eta pil toujou gen yon fason lontan yo ale. Ak grandisan nan rechèch la, tout-solid-eta pil ki baze sou segondè-enèji negatif elektwòd pral definitivman montre avantaj inik yo nan jaden an nan pil segondè.