交联聚合物和缩离子液的协同组合,用于固态金属电池中具有高稳定性的电解质
Mingjie Zhang1, Faezeh Makhlooghiazad2, Urbi Pal2
1GAME Lab, Department of Applied Science and Technology (DISAT), Politecnico di Torino, Corso Duca degli Abruzzi 24, 10129 Torino, Italy.
这项研究开发了一种交联聚合物缩离子液体固体聚合物电解质,用于更安全,高性能固态金属电池. 新的电解质显示出更好的稳定性和导电性,使电池能够有效地循环.
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:
- 基于聚乙烯氧化物的固体聚合物电解质 (SPEs) 由于安全性和成本,对固态金属电池 (SSLMB) 是有前途的.
- 然而,传统的以PEO为基础的SPEs具有有限的氧化稳定性 (约4V与Li+/Li).
研究的目的:
- 开发一种具有增强氧化稳定性和电化学性能的新型交联聚合物缩离子液 (PCIL) SPE.
- 调查紫外线交叉连接对PEO晶度,盐/离子液体含量和整体稳定性的影响.
主要方法:
- 通过使用PEO,一种基于的离子液体 (C3mpyrFSI) 和LiFSI盐合成PCIL SPE.
- 使用紫外线交叉链接来修改PEO矩阵.
- 系统地评估了线性和交联SPEs的物理和电化学特性.
主要成果:
- 交联的SPE在室温下实现了高氧化稳定性 (4.9V与Li+/Li相比) 和离子导电性 (4 × 10^-4 S cm^-1).
- 稳定和可逆的涂/剥离在数百小时内观察到对称的Li
- 高负荷的LiFePO4干Li和LiMn2O4干Li电池表现出卓越的循环稳定性和高容量保留.
结论:
- 基于PEO的SPEs与缩的离子液体进行紫外线交叉连接,显著提高了氧化稳定性和电化学性能.
- 开发的PCIL SPE是高能量密度SSLMB的可行候选者.
- 这种方法为设计先进的固体聚合物电解质提供了一个有前途的途径.
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