揭示了石榴石表面的性被动化层对用于固态电池的基于聚乙烯化物的复合电解质的关键作用

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:

• 聚乙烯化物 (PVDF) 是固体聚合物电解质的有希望的基质,因为它具有电化学稳定性.
• 石榴填充剂增强PVDF电解质的离子导电能力和机械强度.
• 石榴石填充剂上的性层 (LiOH/Li₂CO₃) 会降低导电性和电化学性能.

研究的目的:

• 为了研究石榴石表面物种触发的基于PVDF的电解质中的脱化机制.
• 开发一种减轻脱化和提高电解质性能的方法.
• 为了评估电池中改性PVDF基固体聚合物电解质的电化学性能.

主要方法:

• 用酸对石榴石填料进行预处理,以制造无的填料.
• 制造基于PVDF的复合电解质,使用无的石榴石填充剂.
• 电化学表征包括离子导电性和电化学窗口测量.
• 固态LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂/Li电池的组装和测试. 这种电池的组装和测试过程中,电池的电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电池电电电电池电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电

主要成果:

• 酸预处理成功地从石榴石填充剂中去除,防止PVDF脱化和合C=C键的形成.
• 带有无石的PVDF电解质表现出增强的离子导电性 (1.14 × 10−4 S cm−1 在30°C) 和扩展的电化学窗口 (4.86 V).
• 使用改性电解质的固态电池显示出更好的放电能力 (128.9 mAh/g在1 C) 和循环稳定性 (75.8%的容量保留在0.2 C的100个循环后).

结论:

• 石榴石表面的被确定为复合电解质中PVDF脱化的主要原因.
• 不含的石榴石填充剂显著提高了基于PVDF的电解质的离子导电能力和电化学稳定性.
• 这种方法为开发基于PVDF的高性能固态电池提供了基本指导.