多个动态键驱动的集成阴极/聚合物电解质,用于稳定的全固态金属电池.
Jing Chen1, Xuetian Deng1, Yiyang Gao1
1School of Chemistry, Xi'an Jiaotong University, Engineering Research Center of Energy Storage Materials and Devices, Ministry of Education, State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment, Xi'an, 710049, P. R. China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|July 11, 2023
概括
研究人员开发了用于固态金属电池的动态超分子离子导电弹性弹性体 (DSICE). 这种材料结合了电解质和结合剂,改善了接口接触,并使稳定,高性能的能量存储能够提高安全性.
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:
- 全固态金属电池 (LMB) 提供更高的能量和安全性,但面临的挑战是接口问题.
- 电解质和电极之间的有限固体接触导致电荷传输不良和高界面电阻,阻碍性能.
- 现有的LMB与不连续的离子传输和不均的沉积作斗争,限制了它们的实际应用.
研究的目的:
- 为所有固态LMB开发一个集成的阴极/聚合物电解质系统.
- 通过在电解质-电极接口上建立亲密接触来解决接口挑战.
- 提高固态电池的电化学性能,稳定性和安全性.
主要方法:
- 设计和合成具有动态键的动态超分子离子导电弹性体 (DSICE).
- 使用DSICE作为铁酸盐 (LFP) 阴极的聚合物电解质和阴极粘合剂.
- 制造并测试了包括袋式电池在内的LiidiyeDSICELidiyeFP-DSICE电池,以评估电化学性能,灵活性和安全性.
主要成果:
- 获得了一种超薄的纯聚合物电解质 (12微米),具有出色的电化学和机械性能.
- DSICE 集成创造了分子层面的接口接触,使 Li+ 连续运输和 Li+ 均沉积成为可能.
- 长期充/放电稳定性 (>600循环,>99.8%库伦比效率) 和高容量保留 (400循环后80%).
结论:
- 集成的DSICE材料有效地解决了所有固态LMB的接口问题.
- 开发的电池具有出色的电化学性能,灵活性和安全性,为实际应用铺平了道路.
- 作为先进的固态电池技术的多功能材料,DSICE显示出巨大的潜力.


