操纵环开放聚合过程,以提高固态金属电池的电化学性能
Jialong Cao1, Mochun Zhang1, Jing Xu1
1School of Metallurgy and Environment, Central South University, Changsha, Hunan, 410083, China.
ChemSusChem
|November 27, 2024
概括
研究人员通过控制聚合,改进了电池的固态电解质. 将三甲基烯酸酸盐添加到多 (1,3-二氧化) 电解质中,可以提高离子导电性和电池性能.
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:
- 固态聚乙烯电解质为电池提供高导电性和界面兼容性.
- 控制1,3-二氧化 (DOL) 的环开聚合 (ROP) 是具有挑战性的,导致聚1,3-二氧化 (PDOL) 的高分子量和结晶性.
- 这些特性阻碍了Li+扩散,并降低了固态电池的接口接触.
研究的目的:
- 为了调节DOL的ROP,并改善PDOL电解质的特性.
- 通过优化电解质成分来提高固态金属电池的性能.
主要方法:
- 在DOL ROP系统中引入三甲基西异酸盐 (IPTS) 作为除湿剂.
- 削弱了基于盐的启动系统来控制聚合.
- 制造和测试的固态电解质,其IPTS含量各不相同 (例如3%).
主要成果:
- 使用3重%IPTS的PDOL电解质实现了2.8×10−4 S/cm的离子导电性和高的Li+转移数 (0.68).
- 经过修改的电解质与阳极表现出极好的稳定性,使其能够稳定循环超过1100小时.
- 与未经修改的PDOL (70个循环后6.6%) 相比,LiFePO4水性PDOL-3%IPTS水性Li细胞显著改善了容量保留 (89.2%在25°C的200个循环后).
结论:
- 三甲基西利异酸盐有效调节DOL ROP,产生具有增强离子导电性和稳定性的PDOL电解质.
- 优化的PDOL电解质显著提高了固态金属电池的循环性能和容量保留.
- 这种方法为为下一代电池开发高性能固态电解质提供了可行的策略.
