氟化亚锡(SnF2)在固态电池硫化物体系中的功效主要体现在以下几个方面:
• 提高离子电导率:氟化亚锡掺杂可以提高硫化物固态电解质的离子电导率。例如,在一项研究中,通过氟化亚锡掺杂合成的氟功能化的Li10GeP2S12用作单层固体电解质,实现了稳定的全固态锂电池。
• 改善电池性能:氟化亚锡配合物能够增强电子传输和能量排列,提高器件稳定性。在锡基钙钛矿太阳能电池中,氟化亚锡配合物与2,2':6',2"-Terpyridine(TPY)发生化学相互作用,形成络合物,从而提高电池性能。
• 降低结晶度:在固态电解质中,无机氟化物填料可有效降低PEO的结晶度,通过部分溶解氟化物的界面合金化反应调控与金属锂负极界面相容性,实现锂离子的快速均匀传导,进而改善全固态电池的性能。
• 提高电化学性能:在全固态锂电池中,氟化亚锡可以提高FeF3阴极的电化学性能。通过原位溶剂热方法制备的rGO-FeF3复合材料与软硫化物固体电解质相结合,建立了足够的电子/离子导电通路,显著提高了FeF3阴极的电化学性能。
• 形成功能性SEI层:氟化亚锡有助于形成功能性富无机固体电解质界面(SEI),这不仅提高了锂阳极的可逆性和界面电荷转移,而且确保了均匀致密的锂沉积。
• 提高电池稳定性:氟化亚锡添加剂能够调控锡-铅混合钙钛矿薄膜的生长,提升结晶度,同时抑制Sn2+的氧化,降低Sn空位浓度,提升载流子寿命,减少载流子的非辐射复合损失,从而提高电池的稳定性。
综上所述,氟化亚锡在固态电池硫化物体系中通过提高离子电导率、改善电池性能、降低结晶度、提高电化学性能、形成功能性SEI层以及提高电池稳定性等方面发挥着重要作用。
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