抑制离子迁移和溶解通过选择性离子选效应的MOF基固体电解质的离子迁移和溶解
Ning Yu1, Yang Xiang2, Pu Cheng3
1School of Materials Science and Engineering, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050 China; ZJU-Hangzhou Global Scientific and Technological Innovation Center, Zhejiang University, Hangzhou 311215 China; School of Materials and Energy, Southwest University, Chongqing 400715 China.
一种新的金属有机框架准固体电解质 (UiO-QSE) 有效地防止在氧化电池中的溶解. 这提高了电池的性能和寿命,为先进的离子电池开发提供了新的策略.
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
- 电池技术 电池技术
背景情况:
- 氧化 (LiMn2O4) 是用于离子电池的成本效益高的阴极材料.
- 在循环过程中离子溶解和迁移会降低电池容量和寿命.
- 现有的电解质很难有效地缓解这些降解途径.
研究的目的:
- 开发一种基于金属有机框架 (MOF) 的新型准固体电解质 (UiO-QSE).
- 为了抑制Mn离子溶解和从LiMn2O4阴极的迁移.
- 提高LiMn2O4电池的电化学性能和循环寿命.
主要方法:
- 基于MOF的准固体电解质 (UiO-QSE) 的合成.
- 描述UiO-QSE的结构和特性,包括表面积和金属部位.
- 电化学测试LiMn2O4RacidUiO-QSERacidLi和LiRacidLi对称的电池.
主要成果:
- 由于其大表面积和开放的金属位点,UiO-QSE有效吸附和抑制Mn离子迁移.
- 通过在阴极周围形成缩的Mn2+层来抑制Mn3+不成比例.
- Mn2O4蓄电池显示出高容量 (100.2 mAh·g-1在100个循环后) 和保留 (97.91%在45°C的50个循环后).
- 在1 mA cm-2.2时,二甲对称细胞实现了超过1300小时的循环寿命.
结论:
- MOF-QSE策略成功地减轻了LiMn2O4电池中的Mn溶解和迁移.
- UiO-QSE提供了正极保护,并增强了循环稳定性和高温性能.
- 这项工作为开发可靠的-基电池提供了一种新方法.
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