竞争性阳离子定和结合在用于防火和长寿命金属电池的多尺度合复合准固体电解质中

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:

• 复合固态电解质 (CSEs) 与Li_1+xAl_xTi_2-x(PO₄)₃ (LATP) 显示出由于安全性和稳定性而对金属电池 (LMB) 的承诺.
• 然而,高界面电阻和金属的不稳定性仍然是CSEs面临的重大挑战.

研究的目的:

• 开发先进的自组装纳米纤维/聚合物/LATP复合物准固体电解质 (SL-CQSEs),用于高性能和安全的LMB.
• 调查离子定/结合竞争和组件间多尺度合对SL-CQSE特性的影响.

主要方法:

• 在现场聚合一种含有乙烯碳酸盐 (VC),乙烯碳酸盐 (FEC) 和二三甲) 硫化物 (LiTFSI) 的前体溶液,在一个自我支的骨架 (SSK) 中.
• 该SSK包括自组装纳米纤维 (SAF) 的2 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 的2 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 的 - - - - - 的 - - - - - 的 - - 的 - 的 - 的 - 的 - 的 - 的 - 的 - 的 - 的 - 的 - 的

主要成果:

• 开发的SL-CQSE具有不燃性,高室温离子导电性 (1.03 mS cm-1),以及宽的电化学窗口 (5.1 V).
• 显示出出色的界面兼容性和有效抑制树突.
• 使用SL-CQSEs的LiFePO₄/Li细胞显示出高速率的性能和长期循环稳定性 (1C后90.4%的容量保留,1C后87%的容量保留).

结论:

• SL-CQSEs为克服LMB的界面电阻和金属不稳定性提供了一个有希望的解决方案.
• 独特的复合结构和相互作用有助于提高安全性,离子导电性和电化学稳定性.
• 这些发现突显了SL-CQSE在开发下一代高性能和安全的金属电池方面的潜力.