豐橋工業(yè)大學電氣與電子信息工程系和卡爾加里大學化學系的研究團隊研究了后退火對修復因鋰枝晶生長而降解的石榴石固體電解質(zhì)的影響。退火后的固體電解質(zhì)的離子電導率略低于退火前的電解質(zhì)，但在室溫下保持在10-4Scm-1以上。所獲得的電化學結果表明，在另一種全固態(tài)Li電池中，可能會重復使用因Li樹枝狀晶體的生長而降解的固體電解質(zhì)。

豐橋工業(yè)大學電氣與電子信息工程系和卡爾加里大學化學系的研究團隊研究了后退火對修復因鋰枝晶生長而降解的石榴石固體電解質(zhì)的影響。退火后的固體電解質(zhì)的離子電導率略低于退火前的電解質(zhì)，但在室溫下保持在10-4Scm-1以上。所獲得的電化學結果表明，在另一種全固態(tài)Li電池中，可能會重復使用因Li樹枝狀晶體的生長而降解的固體電解質(zhì)。他們的研究結果已于2020年12月7日發(fā)表在ACSAppliedEnergyMaterials中。

開發(fā)用作固體電解質(zhì)的固體無機鋰離子導電材料對于開發(fā)高度安全可靠的下一代全固態(tài)鋰（Li）電池至關重要。在各種基于氧化物的固體電解質(zhì)材料中，通式為Li7La3Zr2O12（LLZO）的石榴石型氧化物因其在室溫下的高Li離子電導率，出色的熱性能以及對Li金屬的高穩(wěn)定性而備受關注。

盡管使用具有大重量理論容量（=3,860mAhg-1）和最低氧化還原電勢的鋰金屬作為負極會導致電池的高能量密度，但LLZO和鋰之間形成了固-固界面金屬電極是主要缺點。不良的界面連接會導致多晶LLZO中Li鍍層的不均勻和Li枝晶的晶間滲透。當電池特別是在高電流密度下循環(huán)使用時，此效果尤為突出，從而導致內(nèi)部短路故障。

Li枝晶在退火前后的降解Ta-LLZO的照片（左）和制備后和退火后的Ta-LLZO的Li離子電導率的照片（右）。：豐橋工業(yè)大學。

當然，為開發(fā)以金屬鋰為負極的全固態(tài)電池，已經(jīng)廣泛研究了建立短路故障的預防技術。相反，從有效利用材料的角度來看，值得考慮的是在發(fā)生短路故障后重新使用從固態(tài)電池中提取的LLZO的可能性。如果在LLZO中傳播的Li樹枝狀晶體的數(shù)量少并且短路區(qū)域高度集中，則可以通過去除其中的Li樹枝狀晶體來重新使用LLZO。

豐橋工業(yè)大學電氣與電子信息工程系和卡爾加里大學化學系的研究團隊首次研究了石榴石型Ta取代LLZO（Ta-LLZO）陶瓷的可重復使用性Li/Ta-LLZO/Li對稱電池的電化學Li電鍍/剝離測試期間，由于Li金屬滲透而使固體電解質(zhì)短路或降解。

在通過鋰枝晶穿透發(fā)生降解之后，從測試電池中除去Ta-LLZO，然后在乙醇中除去與Ta-LLZO相連的Li金屬電極。之后，將Ta-LLZO在800-900oC的空氣中退火數(shù)小時。可以證實，退火后的Ta-LLZO與制備的Ta-LLZO相比，鋰離子的電導率略低，但在室溫下其電導率保持在10-4Scm-1以上。退火Ta-LLZO的電導率略有下降主要歸因于Ta-LLZO端面附近雜質(zhì)相的形成和結構變化，而降解程度取決于Li枝晶滲透的面積。此外，可以在具有退火的Ta-LLZO的另一對稱電池中進行Li鍍/剝離。

研究團隊認為，通過優(yōu)化后退火條件，可以進一步減輕退火后的LLZO中鋰離子電導率的下降，所得結果可作為將短路或退化的LLZO作為固體電解質(zhì)再利用的基本信息。在另一個固態(tài)鋰電池中。