改善反钙钛矿固态电解质材料性能的新型处理方法

摘   要：本篇文章介绍了一种简单的处理方法，可以制备出高密度的反钙钛矿固态电解质薄膜和颗粒，并且具有改善的导电性和临界电流密度。此外，经过处理的颗粒表面富含氮元素，表现出更好的锂亲和性。

关键词：固态电池、反钙钛矿、固态电解质、高密度颗粒、材料处理

前言

本文介绍了一种简单的处理方法，可以制备出高密度的反钙钛矿固态电解质薄膜和颗粒，并且具有改善的导电性和临界电流密度。此外，经过处理的颗粒表面富含氮元素，表现出更好的锂亲和性。

随着人们对环境保护意识的提高，对新能源技术的需求也越来越大。固态电池因其高能量密度、安全性和长寿命等优点而备受关注。其中，反钙钛矿材料作为固态电解质材料之一，具有优异的离子传输性能和化学稳定性，在固态电池中得到了广泛应用。

然而，反钙钛矿材料在制备过程中存在一些问题。例如，传统压制法制备出来的颗粒密度较低、导电性差等问题限制了其在实际应用中的发展。因此，本文提出了一种新型处理方法来改善这些问题。

该处理方法包括两个步骤：首先是通过溶胶-凝胶法合成出反钙钛矿前体材料；然后将前体材料进行热压成型，制备出高密度的反钙钛矿固态电解质颗粒。经过处理后的颗粒密度可达到100%，比传统方法制备的颗粒密度高出很多。同时，处理后的颗粒表面富含氮元素，可以提高材料的锂亲和性。

实验结果表明，经过处理的反钙钛矿固态电解质颗粒具有更好的导电性和临界电流密度，这意味着它们可以更有效地传输离子，并且在高电流密度下也能保持稳定。当固态电池充电或工作时，离子通过固态电解质在电极之间移动。新的固态电解质压制方法几乎消除了阻碍离子流动的微小气泡，使电池充电速度提高了两倍。此外，经过处理的颗粒还表现出更快的离子传输速率，这是由于处理方法可以在微观尺度上控制材料的结构。

文章还介绍了一种新型的分布式弛豫时间分析方法，用于评估反钙钛矿固态电解质材料中离子传输机制。实验结果表明，经过处理的颗粒中存在更多“快速”传输机制，这进一步证明了处理方法对材料性能的改善。

最后，文章还通过原位X射线衍射研究证明了经过处理的反钙钛矿固态电解质材料具有可逆相稳定性。这意味着该材料可以在充放电循环中保持稳定，并且不会发生相变等问题。

总之，本文提出了一种简单而有效的处理方法来改善反钙钛矿固态电解质材料的性能，并通过实验证明了该方法可以显著提高材料的密度、导电性和离子传输速率。这为固态电池的实际应用提供了新的思路和方法。