在现场:通过光聚化诱导的微相分离来制造金属电池的准固态聚合物电解质
Kingsley Ikenna Aniagbaoso1, Jan Bitenc2, Virginie Pellerin1
1Universite de Pau et des Pays de l'Adour, E2S UPPA, CNRS, IPREM, 64053, Pau, France.
ACS applied materials & interfaces
|January 16, 2025
概括
研究人员开发了一种使用光聚化诱导的微相分离的新一方法,以创建用于金属电池 (LMB) 的纳米结构准固体聚合物电解质 (QSPEs). 这种技术通过直接在电极上在现场纳米结构电解质来提高电池的性能和稳定性.
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:
- 金属电池 (LMB) 需要先进的电解质来提高安全性和性能.
- 现有的电解质往往面临着界面稳定性和树突形成的挑战.
- 纳米结构聚合物电解质为增强离子导电性和机械强度提供了潜在的解决方案.
研究的目的:
- 使用光聚合诱导微相分离 (光-PIMS) 制造纳米结构的准固态聚合物电解质 (QSPEs).
- 调查QSPEs在LMB中增强界面特性中的in situ纳米结构能力.
- 评估在LMBs开发的QSPEs的电化学性能和稳定性.
主要方法:
- 采用一式光 PIMS 工艺,使用反应性聚合物块.
- 使用了可定制纳米结构尺寸的聚[(基乙烯糖醇) 甲基乙烯甲基烯酸甲酸-co-styrene] (P(OEGMA-co-S)) 宏分子链转移剂.
- 描述了QSPEs的离子导电性,机械强度和电化学稳定性窗口.
主要成果:
- 实现了具有高离子导电性 (0.34 mS cm-1) 和机械强度 (106-107 Pa) 的双连续纳米级域.
- 证明了电化学稳定窗口大约为4.2V与Li+/Li.
- 能够使一个 Liidiye SPE Liidiye 的对称细胞在 350 小时以上的时间内稳定循环,而不会形成树突.
- 与堆叠配置相比,在原型LMB中展示了in situ纳米结构QSPE的优越性能.
结论:
- 照片PIMS工艺是制造高性能纳米结构QSPE的有效方法.
- 开发的QSPEs具有出色的离子导电性,机械强度和电化学稳定性.
- 在QSPEs的in situ纳米结构显著提高了LMB的界面特性和循环稳定性.
