集成具有竞争力的+协调与固定离子在复合体固体电解质的高性能金属电池
Ziyang Liang1, Chang Liu1, Xiang Bai2
1College of Materials Science and Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan, Shanxi, 030024, China.
这项研究使用P(VDF-TrFE) 和ZIF-90-NH2开发了一种复合固体电解质,提高了离子电导率和稳定性,用于高性能电池. 新的电解质显示出卓越的循环稳定性和容量保留在完整的细胞.
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:
- 基于聚乙烯化物 (PVDF) 的聚合物电解质提供了独特的Li+运输,但存在低离子导电性,多孔性和剩余溶剂问题,限制了高电流密度的应用.
- 现有的局限性阻碍了基于PVDF的电解质在需要高功率和长期稳定性的先进电池技术中的实际应用.
研究的目的:
- 开发一种新型的复合固体电解质 (CSE),通过将聚乙烯-共三乙烯 (PVDF-TrFE) 与氨基功能化的金属有机框架 (ZIF-90-NH2) 集成.
- 为了增强Li+运输,提高接口稳定性,并克服用于高性能电池的传统PVDF电解质的局限性.
主要方法:
- 通过将P(VDF-TrFE) 结合ZIF-90-NH2.2的全转变形状来制造一个CSE.
- 描述CSE的结构,离子导电性和Li+运输特性.
- 使用LiFePO4和LiNi0.7Co0.1Mn0.2O2阴极组装和测试完整的电池电池.
主要成果:
- 由于聚合物链结构和ZIF-90-NH2的有效定剩余溶剂,开发的CSE表现出快速的Li+运输道.
- 由于具有竞争力的Li+协调和固定离子,CSE显示出高的Li+转移数 (0.77).
- 全电池在5C (LiFePO4阴极) 的400个循环中实现稳定的循环,在4.5V (LiNi0.7Co0.1Mn0.2O2阴极) 的200个循环后保持超过85%的容量.
结论:
- 新的CSE设计有效地解决了基于PVDF的电解质的局限性,提供了增强的离子导电性和界面稳定性.
- 这项工作为开发高能和高功率离子电池的先进固体电解质提供了一个有前途的战略.
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