碳氧甲基基托桑复合聚乙烯氧化物) 电解质具有高离子导电性和金属电池的界面稳定性
Bing-Yu Chi1, Ke Wang1, Xue-Jie Gao1
1Liaoning Key Laboratory of Lignocellulose Chemistry and BioMaterials, Liaoning Collaborative Innovation Center for Lignocellulosic Biorefinery, College of Light Industry and Chemical Engineering, Dalian Polytechnic University, Dalian 116034, China.
生物质衍生的碳素甲基基托 (CMCS) 增强了用于固态电池的聚乙烯氧化物 (PEO) 复合电解质. 这提高了离子导电性和接口稳定性,使电池能够长期循环.
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
- 生物质利用生物质的利用
背景情况:
- 基于聚乙烯氧化物 (PEO) 的电解质具有较低的离子导电性和较差的接口稳定性,限制了它们在固态 (Li) 金属电池中的使用.
- 开发稳定和导电的固体聚合物电解质对于推进安全高效的金属电池技术至关重要.
研究的目的:
- 为了提高以PEO为基础的电解质的离子导电性和界面稳定性,使用生物质衍生的碳素甲基酸盐 (CMCS) 作为有机填充剂.
- 调查CMCS在改善PEO复合电解质中的机械性能和树抑制中的作用.
主要方法:
- 通过将CMCS纳入PEO矩阵,制造复合电解质 (PEO@CMCS).
- 描述PEO@CMCS复合电解质的化学,机械和电化学特性.
- 使用LiLi对称电池和LiFePO4全电池评估电池性能.
主要成果:
- CMCS填充剂促进LiTFSI分解,在接口上形成LiF,从而创建一个离子导电网络并增强接口稳定性.
- 在CMCS功能组和PEO链之间建立的结合改善了拉伸性能,而CMCS硬度增强了对Li树突的机械完整性.
- PEO@CMCS电解质可使Li的对称电池在2500小时内稳定循环运行,并在400个循环后保持LiFePO4全电池的高容量.
结论:
- 将生物质衍生的CMCS纳入PEO显著改善了固态金属电池的离子导电性和界面稳定性.
- 开发的PEO@CMCS复合电解质为高性能和安全的固态电池提供了一个有前途的战略,与可持续的生物质利用相结合.
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