液錫陽(yáng)極固態(tài)電解質(zhì)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(zhì)。根據(jù)對(duì)該電解質(zhì)基本可逆性的測(cè)量表明，其電化學(xué)反應(yīng)是可逆的，其充電效率高于95%，其循環(huán)率對(duì)輸送能力有顯著影響。當(dāng)將放電電流從12.5mA/cm2降低到0.56mA/cm2時(shí)，其輸送能力從8mAh/cm2增加到90mAh/cm2。同時(shí)，還對(duì)其循環(huán)進(jìn)行EIS（電化學(xué)阻抗譜）分析得知，電池密封缺陷引起的陽(yáng)極擴(kuò)散極化增加是該電池電解質(zhì)降解快的主要原因。

提出具有液錫陽(yáng)極的電池概念，其已被證明是一個(gè)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(qiáng)弱的關(guān)鍵因素，因?yàn)檫@樣可以降低放電電流的密度。因此，通過(guò)增加陽(yáng)極電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的有效面積來(lái)滿足上述要求。但是，這也導(dǎo)致SnO2在電解液表面沉積，從而阻礙了Sn的大量使用和儲(chǔ)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(shí)了其電能存儲(chǔ)裝置的潛力很大。

首先將電池在充滿Ar（氬氣）的環(huán)境中進(jìn)行密封；然后使用陶瓷粘合劑將其密封到氧化鋁惰性測(cè)試管的末端，用于電化學(xué)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(yáng)極置于管的內(nèi)側(cè)。在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，在玻璃密封存在缺陷的情況下，Ar被提供到陽(yáng)極側(cè)以防止過(guò)度的非電化學(xué)陽(yáng)極氧化，然后以恒定電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，并在循環(huán)前運(yùn)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(xué)性質(zhì)降低。通過(guò)Bio-Logic VMP3恒電位儀的電化學(xué)阻抗譜（EIS）記錄充電/放電循環(huán)的過(guò)程。所有的EIS測(cè)量均在0.05～105Hz頻率范圍內(nèi)進(jìn)行，信號(hào)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