非易燃的化凝聚合物电解质,用于在恶劣环境下安全的金属电池
Jingyan Huang1, Chong Xu1, Jia Wang1
1Jiangsu Key Laboratory of Materials and Technologies for Energy Storage, College of Materials Science and Technology, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China.
Journal of colloid and interface science
|December 24, 2024
概括
一种新的化凝聚合物电解质 (GPE) 提高了金属电池 (LMB) 的安全性和性能. 这种GPE具有高离子导电性和稳定性,使其在苛刻的条件下能够稳定运行.
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:
- 与液体电解质相比,凝聚合物电解质 (GPEs) 对更安全,高能量密度的金属电池 (LMB) 是有前途的.
- 现有的GPE面临诸多挑战,包括低离子导电性,高压分解和极接口的不良兼容性.
研究的目的:
- 开发一种非易燃的化GPE,以提高金属电池的性能.
- 解决当前GPE在高能量密度LMB中的实际应用方面的局限性.
主要方法:
- 使用2,2,2-三乙烯烯酸 (TFEA) 和乙氧化三甲基三烯酸 (ETPTA) 合成了一种化GPE.
- 作为增塑剂和双盐系统 (LiTFSI和LiDFOB) 的内置苏奇尼尼特 (SN).
- 评估了离子导电性,电化学稳定性窗口以及与金属阳极和NCM-93阴极的界面兼容性.
主要成果:
- 实现了高离子导电性 (1.33 mS cm-1在30°C) 和广泛的电化学稳定性窗口 (5.15 V).
- 证明了与Li金属阳极和LiNi0.93Co0.035Mn0.035O2 (NCM-93) 阴极的优良接口兼容性.
- 基NCM-93细胞在4.3V时表现出稳定的循环,在极端温度和辐射下提高了安全性,抑制了气体生成,并抑制了树的生长.
结论:
- 开发的化GPE为安全,高压,固态LMB提供了可行的解决方案.
- 这种GPE适用于需要在恶劣环境下运行的应用.
- 为推进下一代金属电池技术提供了一条新的途径.
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