在聚乙烯氧化物) 基固态电解质中,添加石墨烯作为离子捕捉反应剂
Yi Liang1, Lili Yang1, Jiali Zhang1
1Department of Electronic Engineering, School of Electronic Information and Electrical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, P. R. China.
ACS applied materials & interfaces
|March 10, 2025
概括
用添加的石墨烯通过捕获离子来增强固体聚合物电解质,增强离子导电性和离子转移. 这导致稳定的剥离/板,并提高了电池性能.
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:
- 固体聚合物电解质 (SPEs) 对于下一代电池至关重要.
- 在SPEs中同时提高离子导电性和离子转移仍然是一个重大挑战.
- 目前的SPEs经常与离子流动性和盐分离作斗争.
研究的目的:
- 开发一种新的策略,同时提高基于聚乙烯氧化物 (PEO) 的SPEs的离子导电性和离子转移.
- 调查添加石墨烯 (BG) 作为阴离子捕获器和结晶性降低剂的作用.
- 为了评估BG修改的SPEs在全固态离子电池中的性能.
主要方法:
- 用添加的石墨烯 (BG) 的合成和表征.
- 将BG与聚乙烯氧化物 (PEO) 混合,形成一个复合的固体聚合物电解质.
- 电化学表征包括离子导电性和转移数测量.
- 使用开发的电解质制造和测试全固态离子电池.
主要成果:
- 结合BG有效降低了PEO结晶性,并为离子捕获提供了易斯酸位.
- 经BG修改的PEO电解质实现了9.27 × 10-5 S cm-1的高离子导电性,并在25°C时达到0.57的转移数.
- 在1000小时内观察到稳定的剥离/板.
- 全固态离子电池表现出极好的速度能力和循环稳定性.
结论:
- 添加的石墨烯在固体聚合物电解质中起到有效的阴离子捕获器和PEO结晶性修饰剂的作用.
- 开发的BG修改PEO电解质显著提高了离子导电性和离子转移.
- 这种方法为开发高性能和稳定的全固态离子电池提供了有希望的途径.
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