提高金属电子沉积在干固态聚合物电解质中的效率,稳定性和循环寿命

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
• 聚合物科学 聚合物科学

背景情况:

• 固态金属电池 (LMB) 对于下一代能源存储至关重要.
• 干固体聚合物电解质 (SPEs),特别是基于聚乙烯氧化物 (PEO) 的,是关键组件.
• 关于SPE的库伦比效率 (CE),沉积稳定性和循环寿命的综合数据有限.

研究的目的:

• 系统地评估循环条件对半电池的CE的影响.
• 检查和比较不同SPE化学品的性能.
• 调查Li-SPE介相对电池性能的影响.

主要方法:

• 在各种循环条件下制造和测试Li和E和SPE和Cu半电池.
• 对不同SPE配方的库伦比克效率 (CE) 的系统评估.
• 对Li-SPE相间特性及其与性能相关性的分析.

主要成果:

• 以二 (fluorosulfonyl) 胺 (LiFSI) 为基础的SPE证明超过95%的CE,超过了以前的干燥SPE基准.
• 确定基于LiFSI的SPE在CE和稳定性方面优于基于PEO的SPE.
• 证实了-SPE介面的关键作用,并指出由LiFSI-SPEs形成的丰富,高导电性的介面.

结论:

• 基于LiFSI的SPE代表了Li-metal电池中干式SPE的重大进步.
• 优化SPE化学和度对于提高电池性能至关重要,包括CE,循环寿命和沉积稳定性.
• 形成一个稳定,导电的Li-SPE接相对于实现高性能固态电池至关重要.