基于热塑性塑料的凝电解质电池的多功能性和可加工性,用于实现结构电池
Martin Krammer1, Susan Montes1, Helmut Kühnelt2
1Center for Transport Technologies, Battery Technologies, AIT Austrian Institute of Technology GmbH, Giefinggasse 2, Vienna 1210, Austria.
The journal of physical chemistry. C, Nanomaterials and interfaces
|December 25, 2024
概括
这项研究开发了一种更安全的电池凝电解质,对结构应用至关重要. 电池组件显示出有希望的机械和热稳定性,用于集成到承载性复合材料中.
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:
- 结构电池将储能集成到承载结构中.
- 电池组件的机械性能显著影响了电池结构性能.
- 开发安全稳定的电池材料对于先进的应用是必不可少的.
研究的目的:
- 开发一个带有非易燃离子液体电解质和PVdF-HFP粘合剂的电池叠加.
- 通过使用NMC811和石墨电极,评估完整电池的电化学性能.
- 调查用于结构应用的开发电池系统的机械,热和化学稳定性.
主要方法:
- 使用离子液体和PVdF-HFP制造凝电解质.
- 用NMC811和石墨电极组装和测试完整的硬币和袋式电池.
- 拉力测试用于确定细胞组件和完整细胞的模和拉力强度.
- 热稳定性测试和化 (HF) 释放的评估.
主要成果:
- 凝电解质在30°C时达到1mS/cm的离子导电率.
- 完整电池在硬币和袋子格式中分别在C/10下提供120和100mAh/g的容量.
- 完整细胞的扬模量为10 GPa,拉伸强度为49 MPa.
- 电流收集被确定为机械性能的主要贡献者.
- 该系统表现出高达150°C的热稳定性,没有可检测的HF释放.
结论:
- 开发的电池系统显示了可行的电化学性能和结构电池应用的多功能性.
- 机械性能在很大程度上是由电流收集器决定的,电极和电解质的贡献较小.
- 热和化学稳定性适合整合到碳纤维增强聚合物 (CFRP) 层级结构电池中.
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