溶解法规强化了离子衍生无机丰富的高性能近固态金属电池的间相
Pan Xu1, Yu-Chen Gao1, Yu-Xin Huang1
1Tsinghua Center for Green Chemical Engineering Electrification, Beijing Key Laboratory of Green Chemical Reaction Engineering and Technology, Department of Chemical Engineering, Tsinghua University, Beijing, 100084, P. R. China.
这项研究提高了固态聚合物金属电池使用一种新型溶剂,tris(2,2,2-trifluoroethyl) 酸盐,以抑制树突和提高高能量密度应用的接口稳定性.
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
- 聚合物化学 聚合物化学
背景情况:
- 固态聚合物金属电池提供高安全性和能量密度,但受到树突和差的界面稳定性限制.
- 开发稳定的接口对于这些先进的电池技术的实际应用至关重要.
研究的目的:
- 调查三2,2,2-三甲基酸盐在金属电池的聚合物电解质中作为溶剂的使用.
- 探索不同的溶解结构如何影响聚合物电解质的性能.
- 为了提高固态聚合物金属电池的安全性和能量密度.
主要方法:
- 利用三2,2,2-三甲基酸盐与Li+复合并促进1,3-二氧化 (DOL) 在位环开放聚合.
- 开发了溶解结构模型来分析溶解对聚合物电解质的影响.
- 制造并测试了使用LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2阴极的金属半电池,对称电池和袋式电池.
主要成果:
- 溶剂促进了主导的接触离子对溶解结构,导致更快的动力学和强大的离子衍生无机丰富的介相.
- 在半电池中达到20 mAh cm-2的超高面积容量,在对称电池中达到2000多小时的稳定循环.
- 在0.7Ah袋式电池中表现出极好的性能,能量密度为461Wh kg-1,在60个循环后显示96.8%的容量保留.
结论:
- 三2,2,2-三甲基酸盐有效抑制树突,并改善固态聚合物电解质的界面稳定性.
- 开发的电解质使高性能金属电池具有更高的安全性和能量密度.
- 这项工作为高能量密度固态聚合物金属电池的实际应用提供了一个有前途的战略.
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