一种双功能剪切加厚复合电解质,用于制造高安全性金属电池
Yuan Liu1, Zhenya Luo1, Yao Zhou1
1National-Provincial Laboratory of Special Function Thin Film Materials, School of Materials Science and Engineering, Xiangtan University, Xiangtan, 411105, China.
Small methods
|April 21, 2025
概括
一种新的凝电解质防止了树脂的生长,并改善了金属电池 (LMB) 的冲击保护. 这种双功能剪切加厚电解质 (STE) 提高了电池的安全性和电化学性能,用于实际应用.
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
- 电池技术 电池技术
背景情况:
- 金属电池 (LMB) 面临安全挑战,原因是树的生长和机械脆弱性.
- 在LMB中的当前液体电解质 (LEs) 往往导致树突形成和周期寿命差.
研究的目的:
- 为LMBs开发一种双功能凝剪切加厚电解质 (STE).
- 为了增强树抑制和冲击保护.
- 提高LMBs的整体安全性和电化学性能.
主要方法:
- 在常规液体电解质中分散富含氧化的蒸二氧化,以创建 STE.
- 测试Li的水晶和Li的STE水晶细胞,以评估沉积和循环稳定性.
- 组装LidderSTELidderLFP全电池以评估容量保留情况.
- 使用数字图像相关性和有限元模拟进行冲击保护分析.
主要成果:
- 与LE相比,STE表现出较低的沉积过量的潜力.
- 立体电池STE立体电池实现了1200小时的稳定循环,显著超过LE电池 (200小时).
- 在200个循环后,LFP全细胞的容量保持率为77%,而LE细胞的容量保持率为54%.
- 含有STE的囊细胞在冲击时表现出降低了80% (最大主体) 和62.5% (塑料) 的应变.
结论:
- 双功能凝STE有效抑制树突,并增强LMBs的机械保护.
- STE促进形成一个稳定的,富含无机的固体电解质介相 (SEI).
- 在冲击负荷下,STE的非牛顿行为对于提高安全性至关重要.
- 这种STE显示出了提高下一代金属电池安全性和性能的巨大潜力.
