液錫陽極固態(tài)電解質電池的性能分析

液錫陽極固態(tài)電解質電池的性能分析

提出了使用摻雜氧化鋯的氧化釔作為電池固態(tài)電解質。根據對該電解質基本可逆性的測量表明，其電化學反應是可逆的，其充電效率高于95%，其循環(huán)率對輸送能力有顯著影響。當將放電電流從12.5mA/cm2降低到0.56mA/cm2時，其輸送能力從8mAh/cm2增加到90mAh/cm2。同時，還對其循環(huán)進行EIS（電化學阻抗譜）分析得知，電池密封缺陷引起的陽極擴散極化增加是該電池電解質降解快的主要原因。

提出具有液錫陽極的電池概念，其已被證明是一個具有高的容量和充電效率（約8mAh/cm2和〉99%）的電池體，而且其循環(huán)條件是電池傳遞能力強弱的關鍵因素，因為這樣可以降低放電電流的密度。因此，通過增加陽極電化學反應發(fā)生的有效面積來滿足上述要求。但是，這也導致SnO2在電解液表面沉積，從而阻礙了Sn的大量使用和儲存。所提出的電池可以在800次循環(huán)充放電后仍然保持很好的穩(wěn)定性，從而更證實了其電能存儲裝置的潛力很大。

首先將電池在充滿Ar（氬氣）的環(huán)境中進行密封；然后使用陶瓷粘合劑將其密封到氧化鋁惰性測試管的末端，用于電化學表征；最后將陰極暴露于大氣中，并將放置在氣密容器中的陽極置于管的內側。在進行試驗時，在玻璃密封存在缺陷的情況下，Ar被提供到陽極側以防止過度的非電化學陽極氧化，然后以恒定電流進行調節(jié)，并在循環(huán)前運行恒定電壓。在恒定電壓階段，形成在金屬表面上的SnO2的電化學性質降低。通過Bio-Logic VMP3恒電位儀的電化學阻抗譜（EIS）記錄充電/放電循環(huán)的過程。所有的EIS測量均在0.05～105Hz頻率范圍內進行，信號幅度為10mV。

刊名：Electrochimica Acat（英）

刊期：2016年第214期作者：Otaegui L et al

編譯：陳少帥