在现场聚合的准固体电解质与离子液体混合,为4.45V金属电池的长寿命循环提供动力
Shuo Ma1,2, Donghui Zhang3, Zhongli Tang3
1Key Laboratory for Green Chemical Technology of Ministry of Education, School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, Yaguan Road 135, Tianjin 300350, P. R. China.
ACS applied materials & interfaces
|April 11, 2024
概括
这项研究开发了一种用于高压金属电池的新型准固态聚合物电解质 (QSPE). 通过防止接口的副作用反应,QSPE提高了电池的稳定性和寿命,从而实现了均的沉积.
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:
- 耐高压准固态聚合物电解质 (QSPEs) 对于提高金属电池 (LMB) 能量密度至关重要.
- 电极和QSPE之间的接口侧反应限制了高压LMB的寿命.
研究的目的:
- 开发一种稳定的QSPE,可以抑制高压LMB的界面副作用.
- 通过接口工程来提高金属电池的循环稳定性和安全性.
主要方法:
- 合成了一个带有纤维素膜 (CE) 支的P(VEC-EG) 共聚合物框架.
- 利用密度函数理论 (DFT) 来选1--1-甲基-甲基-二二 (Pyr14TFSI) 作为一种离子液添加剂.
- 在现场进行聚合,以产生P(VEC-EG) /Pyr14TFSI@CE QSPEs.
主要成果:
- 添加Pyr14TFSI通过形成密集的正离子屏蔽层,促进了均的沉积.
- 在一个Li-Cu电池中,QSPE在超过1500小时和>200个周期内证明了稳定的Li/剥离 (92.7%的库伦比效率).
- 一个CR2032按电池 (Li PaddyQSPE PaddyLiCoO2) 在4.45V时表现出稳定的循环>390个循环,每个循环的容量衰减为0.083%.
结论:
- 开发的QSPE显示出与金属阳极和高压阴极的极佳接口兼容性.
- 14TFSI有效调节沉积和SEI形成,提高电池周期寿命.
- 对于实用,高能量密度和稳定的高压金属电池,QSPE具有显著的前景.
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