在现场协调的MOF-聚合物复合电解质用于固态金属电池,具有特殊的高速率性能

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:

• 复合固体电解质对于固态金属电池至关重要.
• 实现均的填充剂分散和高电解质负荷仍然是一个挑战.
• 金属有机框架 (MOFs) 为电解质增强提供可调节的特性.

研究的目的:

• 制造MOF/聚合物复合物固体电解质,以提高金属电池的性能.
• 为了研究现场生长的HKUST-1在聚烯二 (PAN) 纳米纤维上的作用.
• 为了增强界面稳定性和离子运输特性.

主要方法:

• 聚烯二 (PAN) 纳米纤维的电.
• 在PAN纳米纤维上的HKUST-1MOF在现场核和生长,通过化学浸泡.
• 复合体固体电解质的制造.
• 电化学测试的Li所能做的Li对称细胞和完整的细胞 (Li所能做的LFP,Li所能做的NCM811).

主要成果:

• 复合电解质显示HKUST-1的均分散和高负荷.
• 在现场协调HKUST-1修改的Li+溶解和缓解的界面副作用反应.
• 实现了0.77的高离子转移数和4.5mA cm-2.2的临界电流密度.
• 二甲二甲对称细胞显示稳定运行超过4000小时.
• 电池LFP和Li电池NCM811表现出极好的速度能力和循环稳定性.

结论:

• MOF/聚合物复合物固体电解质显著提高了界面稳定性和离子导电性.
• 这种方法为设计用于金属电池的先进固体电解质提供了有希望的策略.
• 在电纤维上MOFs的现场生长是创建高性能电池组件的有效方法.