基于PVDF-HFP的,准固体纳米复合电解质用于金属电池
Eleonora Carena1,2, Lorenzo Mezzomo1,2, Nicholas Vallana1,2
1Department of Materials Science of University of Milano Bicocca, Via Cozzi 55, Milano, 20125, Italy.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|February 27, 2024
概括
这项研究使用PVDF-HFP和化SiO2纳米粒子开发了先进的准固体电解质 (QSE),用于固态金属电池 (LMB). 这些纳米复合材料表现出增强的导电性和树抗性,有望提供更安全,更持久的电池.
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
- 聚合物科学 聚合物科学
背景情况:
- 固态金属电池 (LMB) 需要先进的电解质来提高安全性和性能.
- 复合聚合物电解质,特别是基于PVDF-HFP的准固体电解质 (QSE),是有前途的候选物.
- 提高QSE的机械和离子传输特性对于实际应用至关重要.
研究的目的:
- 通过将化SiO2纳米颗粒纳入PVDF-HFP矩阵来开发新的QSEs.
- 研究聚乙烯糖醇 (PEG) 链长度对SiO2纳米填充剂的特性的影响.
- 评估LMBs中产生的纳米复合材料电解质的电化学性能和稳定性.
主要方法:
- 用不同分子量的聚乙烯基醇甲基以太 (PEG) 功能化的二氧化纳米粒子的合成.
- 通过溶剂造制备PVDF-HFP/化SiO2纳米复合物电解质.
- 离子导电性,机械性质和电化学稳定性的表征 (树突透,循环性能).
主要成果:
- 将PEG链植入SiO2纳米颗粒上,改善了基于PVDF-HFP的QSEs的机械和电化学性能.
- 最佳配方,5重%的SiO2与短PEG链 (PEG750) 功能化,在25°C时表现出0.1mS cm-1的离子导电性.
- 这种配方在使用 LiFePO4 阴极的 LMB 中表现出超过 250 小时的抗剥离/板耐受性和有前途的循环稳定性.
结论:
- 化SiO2纳米粒子有效地提高了基于PVDF-HFP的准固体电解质的性能.
- 开发的纳米复合物电解质为更安全,更高效的固态金属电池提供了可行的途径.
- 纳米填充剂的量身定制功能化为储能应用优化电解质特性提供了一种策略.
