基于离子液体和PEO的三元聚合物电解质用于金属电池:一种先进的无溶剂处理方法,用于固体电解质加工

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
• 聚合物化学 聚合物化学

背景情况:

• 固体聚合物电解质对于下一代电池至关重要,但在实现高离子导电性,安全性和稳定性方面仍然存在挑战.
• 开发无溶剂制造工艺对于可持续和可扩展的电解质生产至关重要.

研究的目的:

• 开发一种无溶剂制造工艺,用于交联三元固体聚合物电解质 (TSPE).
• 研究LiTFSI和Pyr14TFSI含量对TSPE的离子导电性,稳定性和性能的影响.
• 为了评估TSPE在各种电池电池配置中的电化学性能.

主要方法:

• 三元电解质的无溶剂加工 (PEODA,Pyr14TFSI,LiTFSI). 没有溶剂的处理.
• 离子导电性测量 (>1 mS cm−1). 在离子导电性测量过程中,
• 在Cu‖Li,Li‖Li和LFP‖Li细胞中进行电化学测试.

主要成果:

• 在TSPE中实现了高离子导电性 (>1 mS cm-1).
• 增加的LiTFSI含量 (10%至30%) 显著降低了短路风险,实际面积容量增加了20倍以上 (0.42至8.80 mA h cm−2).
• 证明了高库伦比克效率 (93%),限制电流密度 (0.46 mA cm-2),以及出色的热稳定性 (>300 °C).
• 在60°C的100个循环后,在LFP‖Li电池中实现了高放电容量 (150 mA h g-1).

结论:

• 开发的无溶剂工艺产生了适合先进电池应用的高性能TSPE.
• TSPE具有增强的安全功能,包括降低短路风险和高热稳定性.
• 电解质显示出有希望的电化学性能,包括高离子导电性和容量保留,为更安全,更高效的电池铺平了道路.