预氧化和复合战略大大提高了用于金属电池的聚烯二/LLZO纳米纤维的性能
1State Key Laboratory of Organic-Inorganic Composites, College of Materials Science and Engineering, Beijing University of Chemical Technology, North Third Ring Road 15, Chaoyang District, Beijing 100029, PR China.
Journal of colloid and interface science
|March 17, 2024
概括
氧化前的多烯 (PAN) 稳定了其基,提高了金属电池的性能. 这种增强的基于PAN的固体电解质为先进的金属电池提供了高导电性和稳定性.
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:
- 聚烯 (PAN) 在金属电池中受到限制,这是由于高电流密度时阳极的蓝色组被动化.
- 开发稳定的固体电解质对于推进高性能金属电池至关重要.
研究的目的:
- 通过修改其基组来解决金属电池中PAN的被动化问题.
- 增强基于PAN的固体电解质的电化学和机械性能.
主要方法:
- 在230°C前氧化PAN以形成稳定的循环结构.
- 通过电将Li6.25La3Zr2Al0.25O12 (LLZAO) 纳入PAN中,以创建一个复合体固体电解质.
- 复合电解质和固态电池性能评估的电化学表征.
主要成果:
- 预氧化PAN基复合体固体电解质在25°C时具有高离子导电性 (3.05 × 10^-3 S·cm^-1) 和高转移数 (0.79).
- 电解质显示出高电化学窗口5.3V.
- 使用电解质的固态电池表现出色,其初始放电容量为0.2°C时157mAhg−1,在100个循环后容量保持率为93.3%.
结论:
- PAN的前氧化有效地稳定了基,减轻了阳极被动化.
- 复合体固体电解质增强了高压金属电池的离子导电性,电化学稳定性和机械性能.
- 这项研究为设计先进的基于聚合物的固体电解质提供了一个有希望的策略,以实现更安全,更高效的能源存储.
