聚合物基金属电池的外部压力:在评估循环性能时经常被忽视的标准?
Philipp Roering1, Gerrit Michael Overhoff1, Kun Ling Liu1
1Helmholtz-Institute Münster, IEK-12, Forschungszentrum Jülich GmbH, Corrensstraße 46, 48149 Münster, Germany.
ACS applied materials & interfaces
|April 22, 2024
概括
外部压力显著影响固态电池的性能. 最佳的压力提高了像xPEO这样的聚合物电解质的速率能力,但过度的力降低了寿命.
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
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 固态电池具有高能量密度的潜力.
- 接口接触对于固态电池中的电荷传输至关重要.
- 外部压力对于陶电解质至关重要,但在聚合物系统中研究较少.
研究的目的:
- 研究外部压力对聚合物基固态电池的影响.
- 为了评估性能指标,如寿命和速率能力.
- 为了比较两个不同的聚合物电解质:xPEO和xGCD-PCL.
主要方法:
- 制造单层袋式NMC622核电池.
- 使用交联聚乙烯氧化物 (xPEO) 和xGCD-PCL聚合物电解质.
- 在电化学循环过程中施加不同的外部压力.
主要成果:
- 外部压力根据聚合物机械特性显著改变了电化学循环性能.
- 更高的压力可以改善电极-电解质接口,并提高速率的能力.
- 过度的压力可以减少由于聚合物电解质变形的细胞寿命.
结论:
- 更软的xGCD-PCL电解质只有在没有外部压力的情况下才能生存.
- 在压力≤0.43MPa时,xPEO显示了速率能力和膜完整性之间的平衡.
- 这些发现表明,聚合物固态电池的实际压力范围低于陶电解质的压力范围.


