一种高性能TPGDA/PETEA复合凝聚合物电解质,用于金属电池
Zhifu Chen1, Quan Pei1, Zhitao An1
1Key Laboratory of Low Dimensional Materials and Application Technology of Ministry of Education, School of Materials Science and Engineering, Xiangtan University, Xiangtan 411105, P. R. China. shxie@xtu.edu.cn.
Chemical communications (Cambridge, England)
|August 9, 2023
概括
一种用聚胺纳米纤维和LLZTO纳米粒子增强的柔性凝聚合物电解质显示出高离子导电性和离子转移. 这种先进的电解质使具有 LiFePO4 阴极的金属电池能够保持良好的放电能力.
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:
- 开发稳定和灵活的固态电解质对于下一代金属电池至关重要.
- 传统的液体电解质由于易燃性而带来安全风险.
- 聚合物电解质提供了更好的安全性,但往往遭受低离子导电性.
研究的目的:
- 为金属电池开发一种灵活且高导电性的凝聚合物电解质 (GPE).
- 为了提高GPE的机械稳定性和电化学性能,使用聚胺纳米纤维膜和LLZTO纳米粒子.
- 为了评估在基于LiFePO4阴极的金属电池中开发的电解质的性能.
主要方法:
- 聚胺 (PI) 纳米纤维膜的制造.
- 在PI膜中加入Li6.5La3Zr1.5Ta0.5O12 (LLZTO) 纳米粒子.
- 用凝聚合物电解质浸PI/LLZTO复合物.
- 电化学表征包括离子导电性和Li+转移数量测量.
- 使用 LiFePO4 阴极组装和测试一个金属电池.
主要成果:
- 该PI/LLZTO/GPE表现出极好的灵活性和电化学性能.
- 在室温下达到1.87mS cm−1的离子导电率和0.64的Li+转移数.
- 组装的LiFePO4 (LFP) 阴极金属电池在10°C时显示出56.4mA hg-1的放电能力.
结论:
- PI/LLZTO/GPE复合材料是灵活固态金属电池的有希望的候选材料.
- 聚胺纳米纤维和LLZTO纳米颗粒的组合有效地提高了电解质性能.
- 开发的GPE可实现稳定的电池运行,保持良好的容量.
