构建ZIF-8修改的拉波尼特,使得基于聚乙烯化物的固态电解质具有高流量
Shaodong Bai1, Jianjiang Mao1, Fengshou Yu1
1National-Local Joint Engineering Laboratory for Energy Conservation in Chemical Process Integration and Resources Utilization, School of Chemical Engineering, Hebei University of Technology, Xiping Road 5340, Beichen District, Tianjin 300130, PR China.
Journal of colloid and interface science
|March 6, 2025
概括
本研究介绍了一种使用拉波尼特和ZIF-8的新型复合聚合物电解质,以提高固态电池的安全性和性能. 这种新材料提高了离子导电性,并有效地抑制了树突,使电池更安全,更持久.
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:
- 固态电解质 (SSEs) 与电池中的液态电解质相比,提供了更好的安全性,但受到低离子导电性和树状物形成的影响.
- 开发先进的复合聚合物电解质 (CPE) 对于克服这些局限性和实现实用的固态电池应用至关重要.
研究的目的:
- 开发一种基于聚乙烯化物 (PVDF) 的新型CPE,并结合了拉波尼特 (LAP) /化伊米达酸框架-8 (ZIF-8) 混合材料.
- 为了增强离子导电性,改善树的抑制,并提高SSEs的电化学稳定性.
主要方法:
- 用ZIF-8在现场对LAP进行修改,以创建混合填充剂,改善分散,并通过与PVDF的结合形成稳定的导电网络.
- 使用LAP/ZIF-8混合填充剂制造基于PVDF的CPE.
- 离子导电性的表征,电化学窗口,机械强度,和树的抑制.
主要成果:
- 混合CPE在室温下表现出6.77 × 10−4 S cm−1的离子导电性.
- 达到0.60的高离子转移数和5.3V的电化学窗口.
- 在金属电池中经过150个循环后,证明了出色的机械强度和95%的容量保留,表明了显著的树抑制.
结论:
- LAP/ZIF-8混合材料通过创建稳定的导电网络和改善离子传输,有效地提高了基于PVDF的CPE的性能.
- 开发的CPE显示出安全和高性能固态电池的巨大潜力,因为它具有高离子导电性,电化学稳定性和树抑制能力.
