实现可扩展的聚合物电解质与双增强稳定接口,用于4.5V金属电池
Shengguang Qi1,2, Mianrui Li1, Yuqing Gao1
1Guangdong Provincial Key Laboratory of Fuel Cell Technology, School of Chemistry and Chemical Engineering, South China University of Technology, Guangzhou, 510641, China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|July 19, 2023
概括
一种新的聚合物电解质稳定了高压金属电池的接口. 这种设计增强了涂层和剥离,防止树突并改善循环寿命,用于先进的能量存储.
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:
- 稳定电解质-电极接口对于高容量金属电池 (LMB) 至关重要.
- 树的扩散和阴极降解阻碍了使用富含的层状阴极 (例如,LiNx Coy Mn1-x-y O2,NCM) 的LMB的性能.
- 现有的策略往往难以同时为阳极和阴极接口提供强大的保护.
研究的目的:
- 开发一种分子级设计的聚合物电解质,用于高压LMB的稳定接口.
- 研究固体电解质间相 (SEI) 和阴极电解质间相 (CEI) 层的形成和功能.
- 为了实现高效的涂/剥离,并抑制寄生反应,以提高电池的寿命.
主要方法:
- 六布烯酸和甲基基亚胺的联合聚合,以创建一个聚合物电解质.
- X射线光电子光谱 (XPS) 深度分析分析SEI和CEI组成.
- 一个两阶段的风湿学调节UV聚合策略,用于连续的电解质制造.
- 对4.5VNCM622//Li电池进行电化学测试.
主要成果:
- 在金属阳极上形成有利的SEI层,在丰富的正极上形成强大的CEI层.
- 富含性N-C的SEI促进了均的Li+分布和运输 (通过LiF,LiN).
- 具有抗氧化胺基组的CEI抑制了寄生虫反应和阴极降解.
- 聚合物电解质具有高离子导电性 (1.01 mS cm-1 在室温下).
- NCM622//电池表现出长时间的运行,在0.5°C的500个循环后,容量保持率为85.0%.
结论:
- 分子设计的聚合物电解质有效地稳定了高压LMB的双接口.
- 这种方法显著改善了Li+运输,/脱落均性和电池周期寿命.
- 该研究提供了对先进的基于聚合物的高压电池的分子和可加工性设计的见解.
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