一个涉及使用3D自支B·N共碳纳米纤维复合物固体聚合物电解质的策略,以稳定聚合物电解质和金属之间的接口

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:

• 全固态电池 (ASSB) 提供了由于非易燃固态电解质 (SSE) 的增强安全性.
• 金属阳极对于高能量密度至关重要,但面临着与聚合物电解质的兼容性问题,特别是分解和树突穿孔.
• 聚乙烯氧化物 (PEO) 是一种常见的聚合物电解质,需要在金属接口处进行保护.

研究的目的:

• 开发一种保护聚合物电解质免受金属阳极降解的保护策略.
• 为了提高所有固态电池的稳定性和性能,使用修改后的阳极.

主要方法:

• 通过将聚乙烯氧化物 (PEO) 与B·N联合化碳纳米纤维 (B·N-CNF) 结合,创建了一个新的表面修饰层.
• 这种B·N-CNF/PEO层应用于金属阳极的表面.
• 对称的电池和完整的ASSB (使用LiFePO4阴极) 被组装并测试了循环性能和容量.

主要成果:

• 该B·N-CNF/PEO修改有效地保护了阳极和聚合物电解质接口.
• 对称电池在高电流密度为1 mA cm-2.2 的情况下,在900多个小时内表现出稳定的循环运行.
• 全固态电池在2°C时达到接近120 mA hg-1的高容量,并在0.2°C时稳定循环超过300个循环.

结论:

• 与PEO相结合的B·N共碳纳米纤维为ASSB中的金属阳极提供了有效的保护层.
• 这一策略显著提高了基于聚合物电解质的ASSB的循环稳定性和性能.
• 这些发现为设计先进的阳极修改层,用于高性能储能提供了有希望的方法.