基于PAN的多孔膜产生的现场聚合实现了金属电池的双稳定接口和高离子导电性
Jing Liu1, Husitu Lin2, Haotong Li1
1State Key Laboratory of Organic-Inorganic Composites, Beijing University of Chemical Technology, 15 Beisanhuan East Road, Beijing 100029, China.
ACS applied materials & interfaces
|April 12, 2024
概括
这项研究开发了一种使用聚烯二 (PAN) 的新型复合体固体电解质,用于金属电池,具有增强的界面稳定性. 这种新材料通过最大限度地降低接口阻抗,显著提高了电池的性能和寿命.
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:
- 由于其机械强度和离子导电性,聚烯二 (PAN) 作为金属电池的固体电解质具有前景.
- PAN和Li阳极之间的高接口阻抗阻碍了其实际应用.
研究的目的:
- 为了应对基于PAN的固体电解质的界面不稳定性挑战.
- 为了提高金属电池的性能和循环寿命.
主要方法:
- 在3D多孔PAN矩阵中使用1,2-二氧化 (DOL) 的现场聚合制造双稳定接口的制造.
- 将SN塑化剂和LLZTO陶填充剂纳入PAN矩阵.
- 复合固体电解质 (CSE) 的特性及其在Li对称和全细胞中的性能.
主要成果:
- 在PDOL-PAN(SN/LLZTO) -PDOL CSE中,在室温下达到1.9 × 10−3 S cm−1的离子导电率,在60°C时达到2.5 × 10−3 S cm−1的离子导电率.
- 证明了4.9V的电化学稳定性窗口 (ESW) 和0.65.6的高Li+转移数 (tLi).
- 对称电池的可循环时间超过2000小时;在1°C和60°C的350个循环后,/FePO4全电池保持了90.1%的容量.
结论:
- 开发的双稳定接口有效地抑制了副作用,并改善了接口兼容性.
- PDOL-PAN(SN/LLZTO) -PDOL CSE为先进的金属电池的基于PAN的固体电解质的接口问题提供了可行的解决方案.


