一个多功能分子调制策略,具有新+运输中心和2O丰富的SEI层,用于高性能全固态金属电池
Shufen Wu1,2,3, Nian Zhang2, Jintao Du1
1National Synchrotron Radiation Laboratory, University of Science and Technology of China, Hefei, Anhui, 230029, P.R. China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|February 21, 2025
概括
这项研究使用库马林增强基于聚乙烯氧化物 (PEO) 的聚合物电解质,提高离子导电性和界面稳定性,以提高电池性能. 库马林修饰膜显示出出色的循环稳定性和电池容量保留.
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:
- 基于聚乙烯氧化物 (PEO) 的聚合物电解质具有较差的离子导电性和界面不稳定性,这阻碍了它们在电池中的实际应用.
- 现有的添加剂通常会损害PEO的机械性能和结晶性,限制性能增强.
研究的目的:
- 开发一种使用库马林的多功能分子策略,同时提高基于PEO的聚合物电解质的离子导电性和界面稳定性.
- 研究氨酸增强离子运输和稳定电解质-电极接口的机制.
主要方法:
- 合成了一个PEO-库马林 (PLC) 复合膜.
- 研究了氨酸与Li+离子的相互作用及其对PEO结晶性的影响.
- 评估了PLC膜的离子导电性和界面稳定性.
- 制造并经过测试的Lithium Chloride LiFePO4电池和Lithium Chloride LiFePO4电池.
主要成果:
- 在60°C时,PLC膜实现了1.1mS cm-1的高离子导电性.
- 库马林作为Li+载体,增强了运输,但没有降低PEO结晶度.
- 库马林作为牺牲剂,防止电解质分解,并诱导Li2O形成稳定的固体电解质介相 (SEI).
- 立体电池 PLC 立体电池的对称电池循环超过5000小时,而立体电池 PLC 立体电池 LiFePO4 电池在550个循环后提供了161.9 mAh g−1 ,93%的保留率.
结论:
- 使用氨酸的多功能分子工程有效地解决了基于PEO的聚合物电解质的局限性.
- 氨酸修饰的PEO电解质表现出优越的离子导电性,界面稳定性和先进的电池的电化学性能.
