含酸盐的triblock共聚合物电解质,以提高离子转移数和接口稳定性

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:

• 高离子转移数 (t_Li+) 对于通过减少度极化来提高离子电池 (LIB) 性能至关重要.
• 开发稳定和高效的固态电解质是更安全和高性能LIB的关键.

研究的目的:

• 为LIBs合成和表征含有酸盐组的新型triblock共聚合物电解质 (PBOEE).
• 为了研究sp2混合原子对阳离子定和离子转移的影响.
• 评估开发的电解质的电化学性能,离子导电能力和稳定性.

主要方法:

• 合成含有酸盐组的triblock共聚合物电解质 (PBOEE).
• 测量离子转移数 (t_Li+) 和离子电导率.
• 对Li对称细胞和LiFePO₄/PBOEE/Li全细胞进行电化学测试.
• 分析固体电解质间相 (SEI) 形成和电化学稳定性.

主要成果:

• 由于酸盐组结离子,PBOEE电解质达到高达0.53的t_Li+.
• 酸盐组促进了稳定,有机丰富的SEI膜的形成,使Li的对称细胞循环超过3100小时.
• 优化的PBOEE_24显示离子导电率为1.41 × 10−4 S cm−1 和电化学稳定窗口为4.8 V.
• 在50°C时,LiFePO₄/PBOEE_24/Li电池显示出优异的容量保留 (85%在0.5°C的600个循环后).

结论:

• 含有sp2混合原子的triblock共聚合物有效提高离子转移和电池性能.
• 开发的PBOEE电解质显示为先进的LIBs的稳定,高性能全固态聚合物电解质具有前途.
• 酸盐功能化是设计下一代固态电解质的可行策略.