基于纤维素和单离子导电聚合物的金属电池稳定循环的保护涂层
Mariana Vargas Ordaz1,2,3, Nejc Pavlin1, Matteo Gastaldi4
1National Institute of Chemistry, Hajdrihova 19, Ljubljana SI-1000, Slovenia.
ACS applied materials & interfaces
|November 25, 2024
概括
一种新的保护性涂层 (PTL) 通过稳定电解质接口来提高金属电池的性能. 这种涂层提高了循环效率,并防止了树岩的形成,为更安全的商业化电池铺平了道路.
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:
- 金属和电解质之间的不稳定接口是商业化金属电池的关键障碍.
- 现有的金属电池存在诸如树突形成和循环稳定性差等问题,限制了它们的广泛采用.
研究的目的:
- 开发和评估用于金属阳极的新型多元组件保护涂层.
- 通过接口工程来提高金属电池的稳定性,效率和安全性.
主要方法:
- 设计了一种保护性涂层 (PTL),使用修改了二甲基基基 (TDMSC),单离子导电聚合物P ((LiMTFSI) 和LiNO3.3的纤维素.
- 应用PTL涂层在金属阳极 (Li@PTL) 上,并使用各种电解质对称的Li能量和对称的Li能量细胞进行测试.
- 通过库伦比克效率测量,静电循环和使用扫描电子显微镜 (SEM) 的循环后分析来评估性能.
主要成果:
- 与裸体Li细胞 (95.9-98.6%) 相比,PTL涂层显著提高了Li细胞中的Coulombic效率,达到>99.3%.
- 用PTL涂层的阳极表现出长时间和稳定的循环,并减少对称的白细胞的超电位增加.
- 在使用Li@PTL阳极和基于PEO的固体聚合物电解质的固态电池中实现了无树的静电循环.
结论:
- PTL保护层有效地稳定了Li金属阳极-电解质接口,促进了Li+的顺运输和均的沉积.
- 这种多元件涂层显著提高了液态和固态配置中的金属电池的循环性能和稳定性.
- PTL涂层显示出强大的潜力,可以提高下一代金属电池的整体性能和安全性.
