薄固体聚合物电解质具有高强度和耐热通过纳入纳米纤维聚胺框架稳定电池
Zhenxing Wang1, Jianqi Sun1, Rui Liu2
1State Key Laboratory for Modification of Chemical Fibers and Polymer Materials, College of Materials Science and Engineering, Donghua University, Shanghai, 201620, P. R. China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|July 28, 2023
概括
这项研究引入了电池的新复合聚合物电解质,提高了机械强度和电化学性能. 这种改进的材料可以实现稳定的涂层和剥离,为更安全,更高效的电池铺平了道路.
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:
- 基于聚乙烯氧化物 (PEO) 的聚合物电解质对 (Li) 电池具有前景,但其机械强度,氧化稳定性和厚度限制较差.
- 这些限制限制了PEO电解质在高性能电池中的实际应用.
研究的目的:
- 为电池开发一种机械坚固和电化学稳定的固体电解质.
- 通过结合纳米纤维聚胺 (PI) 框架来克服传统PEO电解质的局限性.
主要方法:
- 使用纳米纤维聚合物 (PI) 框架和塑性化PEO制备"聚合物中的聚合物"复合电解质.
- 复合电解质的机械强度,热稳定性和离子导电性的表征.
- 评估Li的电化学性能,其中包括Li对称电池和LiFePO4和LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2电池电池.
主要成果:
- 复合电解质表现出增强的机械强度 (13.9 MPa) 和优异的热稳定性,厚度为17.5μm.
- 在25°C下保持了2.25 × 10−4 S cm−1的高离子导电性.
- 在0.6 mA cm−2.2.的临界电流密度的Li红色白色Li对称电池中,稳定涂/剥离超过500小时.
- FePO4电池表现出132.2 mAh g-1的容量,具有高容量保留 (96.4%在500个循环后,85.9%在1000个循环后).
- 在LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2固体电池中实现了可接受的循环性能.
结论:
- 纳米纤维PI框架有效地增强了基于PEO的固体电解质的机械和电化学特性.
- 这种"聚合物中的聚合物"复合电解质为开发更安全和高性能电池提供了有前途的解决方案.
- 开发的电解质证明了下一代储能器件的实际应用潜力.
