全聚合物纳米复合材料作为金属电池的无盐固体电解质
Jorge L Olmedo-Martínez1, Rafael Del Olmo1, Antonela Gallastegui1
1POLYMAT and Department of Polymers and Advanced Materials: Physics, Chemistry and Technology, Faculty of Chemistry, University of the Basque Country UPV/EHU, Paseo Manuel de Lardizábal 3, 20018 Donostia-San Sebastián, Spain.
ACS polymers Au
|February 19, 2024
概括
研究人员开发了一种新的无盐聚合物电解质,用于电池. 这种材料增强了机械强度,并显示出高离子转移数,提高了电池性能.
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
- 聚合物科学 聚合物科学
背景情况:
- 固体聚合物电解质对于先进的电池性能至关重要.
- 高离子转移数和强大的机械性能是高温电池应用所需要的.
研究的目的:
- 为金属电池开发一种无盐的全聚合物纳米复合材料固体电解质.
- 为了增强机械性能,并在高温下达到高离子转移数.
主要方法:
- 合成的硫胺功能化多甲基甲酸纳米颗粒 (LiNPs).
- 通过将LiNPs与聚乙烯氧化物 (PEO) 混合制造的纳米复合材料固体电解质.
- 通过传输电子显微镜 (TEM) 描述形态,并通过动态机械热分析 (DMTA) 描述机械性质.
主要成果:
- 在PEO中实现了良好的纳米颗粒分布,即使在50%的LiNP中.
- 观察到PEO结晶度下降随着LiNP度的增加.
- 在80°C时获得了1.1 × 10−5 S cm−1的离子导电性和0.68的离子转移数.
- 在80°C时获得了≈108Pa的模量,表明增强了机械强度.
- 在对称的Li干细胞中经过1000小时的稳定性.
- 在LiFePO固态电池中实现了150mAhg-1的特定容量.
结论:
- 开发的无盐全聚合物纳米复合物固体电解质提供了改进的机械性能和高离子转移数.
- 这种材料显示出提高金属电池性能和安全性的巨大潜力.
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