在全固态电池中研究基于PEO的聚合物电解质的机械完整性
Qinghua Yang1,2, Detao Kong1,2, Liang Fu1,2
1Shanghai Institute of Applied Mathematics and Mechanics, School of Mechanics and Engineering Science, Shanghai University, Shanghai 200072, China. yaolonghe@shu.edu.cn.
Physical chemistry chemical physics : PCCP
|February 27, 2024
概括
基于聚乙烯氧化物 (PEO) 的固体聚合物电解质 (SPEs) 的机械完整性对于全固态电池 (ASSLB) 至关重要. 本研究评估了基于PEO的SPEs和LiFePO4电极粘附,并提出了用于增强结构完整性和安全操作的设计策略.
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
- 电池技术 电池技术
背景情况:
- 基于聚乙烯氧化物 (PEO) 的固体聚合物电解质 (SPEs) 对于全固态电池 (ASSLB) 是至关重要的,因为它们具有离子导电性和灵活性.
- 在电池运行期间确保SPE的机械完整性对于设备的寿命和安全至关重要.
研究的目的:
- 评估基于PEO的SPE的机械完整性及其在各种操作条件下对LiFePO4电极的附着性.
- 建立一个电化学机械模型来分析应力和预测ASSLB中的机械故障.
主要方法:
- 在不同的温度和火速度下,对PEO16-LiTFSI电解质和LiFePO4电极样本进行了拉伸和剪切粘附测试.
- 一种用于PEO-LiTFSI电解质的弹性-粘性塑料材料模型被整合到一个全面的电化学-机械模型中.
主要成果:
- 随着工作温度和火率的增加,SPE和阴极之间的粘附强度显著下降.
- 增加火率可以优化SPE的机械性能,而适度的温度增加有助于机械完整性.
- 更高的火速率和温度降低了SPE/阴极接口粘合,增加了机械故障的风险.
结论:
- 优化基于PEO的SPEs需要平衡机械利用与接口稳定性.
- 建议使用C-rate和SPE厚度的设计方案,以保持安全ASSLB操作的结构完整性.
