用聚合物牺牲剂修改石榴石填充剂的表面,使复合固态电解质的兼容接口成为可能
Bin Luo1, Jintian Wu1,2, Ming Zhang1
1School of Materials and Energy, University of Electronic Science and Technology of China Chengdu 611731 Sichuan China zixuanfang@uestc.edu.cn nanterxu@uestc.edu.cn mwu@uestc.edu.cn.
Chemical science
|November 29, 2023
概括
研究人员开发了一种使用聚烯酸 (PAA) 的新方法,以防止聚 (乙烯基化物) (PVDF) 基固态电解质的脱化,提高填充器兼容性和电池性能.
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:
- 基于聚乙烯化物 (PVDF) 的复合实体固态电解质 (CSEs) 对电池具有前景.
- 在性条件下PVDF降解和用陶填充剂脱阻碍了CSE制备.
- PVDF和陶填充剂之间的不兼容性,如Li$_{6.4}$La$_{3}$Zr$_{1.4}$Ta$_{0.6}$O$_{12}$ (LLZTO) 限制了固态电解质的性能.
研究的目的:
- 分析在LLZTO表面上使用Li$_{2}$CO$_{3}$的PVDF脱化机制.
- 提出一种有效的策略来抑制脱化,并改进CSE制备.
- 为了提高PVDF和陶填充剂之间的兼容性,以获得更好的固态电解质.
主要方法:
- 密度函数理论 (DFT) 对脱化机制的分析.
- 引入聚烯酸 (PAA) 作为牺牲剂,以去除 Li$_{2}$CO$_{3}$ 的杂质.
- 用PAA修改的基于PVDF的CSE的制备和表征.
主要成果:
- PAA有效地抑制PVDF脱化,并改善泥的流动性.
- 实现了陶填充剂的均分布和增强的聚合物填充剂兼容性.
- 准备好的CSEs表现出极好的电化学稳定性 (Li-对称细胞循环3500小时) 和机械性能.
- LiFePO$_{4}$‖Li和LiCoO$_{2}$‖Li细胞显示出高容量保留 (分别在650个循环后91.45%和160个循环后84.9%).
结论:
- 该PAA修改策略有效地解决了PVDF和陶填充剂之间的兼容性问题.
- 这种方法促进了填充剂的均分布,并改善了中央企业的整体业绩.
- 这项研究为大规模生产高性能固态电解质铺平了道路.
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