丰富的多孔芳香框架用于电池的多准固体聚合物电解质,具有高循环稳定性
Shenyuan Li1, Liying Wang1, Chengzhe Liu1
1Faculty of Chemistry, Northeast Normal University, 5268 Renmin Street, Changchun 130024, P. R. China.
ACS applied materials & interfaces
|August 27, 2024
概括
研究人员开发了一种富含的新型聚合物电解质,用于先进的电池. 这种新材料增强了离子导电性和循环稳定性,为下一代储能解决方案提供了一个有前途的替代方案.
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:
- 离子电池 (LIB) 对便携式电子产品和电动汽车至关重要,目前正在进行的研究重点是提高性能,能量密度和安全性.
- 固体聚合物电解质 (SPEs) 为先进的LIBs提供了潜力,但面临着平衡离子导电性和循环稳定的挑战.
研究的目的:
- 设计和合成一种新的单离子固体聚合物电解质,以提高电池的性能.
- 在聚合物电解质中解决离子导电性和循环稳定性之间的权衡.
主要方法:
- 化PAF-1的后修改合成,然后进行化,以产生富含的PAF-1-OLi.
- 通过溶液造将PAF-1-OLi与LiTFSI和PVDF-HFP结合在一起,形成PAF-1-OLi/PVDF聚合物电解质.
- 电化学性质的表征,包括离子导电性,转移数 (tLi),电化学窗口和电池循环性能.
主要成果:
- 合成的PAF-1-OLi具有很高的表面积 (155 m2 g−1) 和含量 (2.01 mmol g−1).
- PAF-1-OLi/PVDF电解质在25°C时表现出2.93 × 10−4 S cm−1的离子导电率和0.77.7的高Li+转移数 (tLi).
- //PAF-1-OLi/PVDF//LiFePO4电池表现出极好的循环稳定性,在600个循环后保持91.2%的容量,初始放电容量为147mAhg-1.1.
结论:
- 新型富含的PAF-1-OLi聚合物电解质通过固定阳离子元件并创建连续的Li+运输通道,有效地提高Li+导电性和循环稳定性.
- 开发的电解质显示出优异的电化学性能,包括一个宽的电化学窗口 (4.9V) 和优异的容量保留.
- 这项研究提出了一个有前途的新聚合物电解质材料,用于先进的电池.
