基于硫胺功能的聚合物纳米粒子的凝聚合物电解质用于金属电池
Pierre L Stigliano1,2, Antonela Gallastegui2, Thomas H Smith1
1Institute for Frontier Materials, Deakin University, Geelong, Victoria 3216, Australia. pstigliano@deakin.edu.au.
Physical chemistry chemical physics : PCCP
|January 17, 2025
概括
这项研究开发了用于电池的新型聚合物纳米粒子. 这些纳米粒子与离子液体等增塑剂相结合时,有望为金属电池制造稳定高效的软固体电解质.
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:
- 电池是离子电池的一个有希望的替代品.
- 开发稳定高效的电解质对于电池的性能至关重要.
- 聚合物电解质在安全性和灵活性方面提供了潜在的优势.
研究的目的:
- 为电池应用合成和表征硫胺功能聚合物纳米粒子 (NaNPs).
- 为了研究基于NaNPs的凝聚合物电解质 (GPEs) 和离子凝的性能,使用各种可塑剂.
- 评估这些新型电解质对金属电池的潜力.
主要方法:
- 乳液共聚化用于NaNPs的合成.
- 通过将NaNPs与增塑剂 (碳酸盐,甘氨酸,硫,离子液) 混合制备GPE和离子凝.
- 使用电子显微镜,FTIR,EIS和固态NMR进行表征.
- 在金属对称细胞中进行测试.
主要成果:
- 成功合成了具有50nm粒子大小的NaNPs.
- 使用硫烯的GPE显示出良好的离子导电性 (在50°C时为1.1×10−4S cm−1).
- 带有pyrrolidinium-FSI离子液的离子凝实现了更高的离子导电性 (在50°C时4.7×10−4S cm−1) 和改善SEI形成.
- 与NP + ILs (>0.5 V) 相比,NP + PC显示了较低的细胞过电压 (<0.4 V).
结论:
- 纳硫胺功能聚合物纳米颗粒可以有效地固定各种可塑剂.
- 这些系统可以形成适合纳米金属电池的软固体电解质.
- 选择塑化剂显著影响电解质特性和电池性能.
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