一种具有高氧化稳定的聚合物电解质,用于金属电池
Shi Wang1, Qiange Li1, Haiqi Gao1
1State Key Laboratory of Organic Electronics and Information Displays (SKLOEID), Institute of Advanced Materials (IAM), School of Chemistry and Life Sciences, Nanjing University of Posts and Telecommunications, 9 Wenyuan Road, Nanjing, 210023, China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|August 26, 2023
概括
这项研究通过结合动态键和zwitterionic通道开发了用于固态金属电池的先进聚合物电解质. 这些电解质具有很高的稳定性,机械强度和快速离子传输,可用于更安全,高能量的柔性电池.
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:
- 高性能固态金属电池 (SSLMB) 需要具有高离子导电性,氧化稳定性和机械强度的固体电解质.
- 在固体电解质中实现这些性质的平衡仍然是电池开发中的重大挑战.
研究的目的:
- 为SSLMB设计和开发具有增强性能的新型聚合物电解质 (PE).
- 在PE中探索动态H键网络和导电性zwitterionic纳米通道的协同效应.
- 改进离子分布和离子运输,以实现统一的沉积.
主要方法:
- 合成的聚合物电解质包含动态H键网络和zwitterionic纳米通道.
- 研究了开发的PE的氧化稳定性,机械性质 (菌株) 和离子导电性.
- 使用使用LiFePO4和LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2阴极的新型PE组装SSLMB来评估电池性能.
- 测试了组装电池的电化学性能和循环稳定性,包括灵活的电池配置.
主要成果:
- 聚合物电解质呈现出高氧化稳定性 (>5V),优良的机械性能 (1320%应变) 和快速的离子传输 (10^-4 S cm^-1).
- SSLMBs表现出优异的容量保留和长期循环稳定性 (例如,99.5%的库伦比克效率超过1000个循环与LiFePO4).
- 灵活的SSLMB显示出稳定的循环性能和在严重变形下的弹性.
结论:
- 开发的聚二介导聚合物电解质为下一代安全和高能量密度的灵活储能设备提供了有前途的解决方案.
- 协同设计策略有效平衡了固体聚合物电解质中的离子导电性,氧化稳定性和机械强度.
- 这项工作为先进的灵活电池铺平了道路,这些电池具有增强的安全性和性能特性.
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