设计相容的陶/聚合物复合物固态电解质,用于稳定的纳米板阳极

科学领域:

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• 储能 储能 储能 储能 储能 储能

背景情况:

• 离子电池阳极的商业化受到结构破裂和与液体电解质的界面反应的限制.
• 现有的固态电解质 (陶和聚合物) 面临的挑战是高的界面电阻和低的离子导电性,由的体积膨胀加剧.

研究的目的:

• 为阳极设计一种灵活和导电性的复合材料固态电解质.
• 为解决阻碍离子电池阳极性能的界面和结构稳定性问题.

主要方法:

• 分散的Li_1.3Al_0.3Ti_1.7(PO₄) ₃ (LATP) 陶颗粒变成一个聚乙烯化物) - 六烯 (PVDF-HFP) 和聚乙烯氧化物) (PEO) 聚合物矩阵.
• 制造了一个PVDF-HFP/PEO/LATP (PHP-L) 复合物固态电解质.
• 测试了电解质的离子导电性,抗拉强度,灵活性和与固态全细胞配置 (Si//PHP-L15//LiFePO) 的纳米板的兼容性.

主要成果:

• 该PHP-L电解质实现了高离子导电性 (1.40 × 10-3 S cm-1),高抗拉强度和出色的灵活性.
• 组件之间的增强化学相互作用增加了聚合物无形度,加速了Li+转移并适应了体积变化.
• 固体膜有效地限制了电极降解,形成了一个稳定的二维固体电解质接口 (SEI) 膜,性能优于液体电解质.
• 全细胞Si//PHP-L15//LiFePO₄显示稳定的储存,在100个循环后保持81%的容量.

结论:

• 开发的复合体固态电解质有效地减轻了与阳极相关的界面和结构挑战.
• 这种复合材料为开发高性能和稳定的基于的离子电池提供了有前途的途径.