对于使用紫外线交联单离子电电解质的金属电池在环境温度下运行
Xuan Song1, Bingfei Nan2, Dongxia Li3
1Guangzhou Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510650, China; University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; The State Key Laboratory of Chemical Engineering, Department of Chemical Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China.
Journal of colloid and interface science
|May 29, 2023
概括
研究人员开发了用于单离子导电聚合物电解质 (SICPEs) 的新型双功能盐,以提高金属电池 (LMB) 的安全性和性能. 这一战略增强了离子传输和稳定性,为先进的储能解决方案铺平了道路.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 聚合物科学 聚合物科学
背景情况:
- 金属电池 (LMB) 提供高能量密度,但患有树增长和不稳定性.
- 单离子导电聚合物电解质 (SICPEs) 可以抑制树突,但在室温下经常表现出缓慢的离子传输.
研究的目的:
- 为SICPE开发新的双功能盐,以克服离子传输和稳定性的局限性.
- 创建一个具有增强Li+离子导电性和电化学稳定性的3D交联聚合物网络.
主要方法:
- 合成了新的双功能盐与硫胺离子和烯反应基.
- 基于PVDF-HFP制造的SICPEs包含了新的盐.
- 电解质的特征包括离子导电性,Li+转移数和电化学窗口.
- 评估了使用Li水LFP硬币细胞的细胞性能.
主要成果:
- 新型SICPE表现出高热稳定性,Li+转移数为0.95,离子导电率为0.722 mS cm-1,以及宽的电化学窗口 (>5.85 V).
- 交叉连接的结构促进了均和快速的+离子分布.
- 电池表现出卓越的循环稳定性,在300个循环后保持96.4%的容量0.2C没有辅助加热.
结论:
- 开发的双功能盐和由此产生的SICPE为提高金属电池的性能和安全性提供了有前途的战略.
- 具有多尺度离子纳米通道的3D交联网络有效地解决了聚合物电解质中的离子运输限制.
- 这种方法为设计高性能和安全的储能设备的先进电解质提供了新的视角.
