在现场聚合的高驱动固体聚合物电解质,用于更安全的固态金属电池

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
• 聚合物化学 聚合物化学

背景情况:

• 固态电池提供更高的安全性和能量密度.
• 在现场聚合对可扩展的固态电池生产有希望.
• 目前的固体聚合物电解质在高压应用中缺乏足够的氧化稳定性.

研究的目的:

• 设计和合成新的现场聚合高驱动固体聚合物电解质.
• 为了提高高压固态金属电池的固体聚合物电解质的氧化稳定性和电化学性能.
• 为了证明这些电解质在实际电池设备中的可行性.

主要方法:

• 合成高固体聚合物电解质使用五个循环以太单体通过现场聚合.
• 电化学表征包括循环电压测量,阻抗光谱和长期循环测试.
• 制造和测试具有高压阴极的固态金属袋式电池.

主要成果:

• 由于异常的基链和弱化的溶解,实现了5.2V的电压耐受性.
• 形成一个富含LiBr的有机-无机混合被动化层,提高了循环稳定性 (>1000小时).
• 证明了优异的速率性能 (在7.5分钟内达到100%的充电状态) 和使用高压阴极的长期循环 (>700个循环).
• 制造了一种具有高能量密度 (287.13 W h kg-1) 和优异容量保留 (98.67%超过100个周期) 的袋式电池.

结论:

• 开发的高固体聚合物电解质显著提高了氧化稳定性和电化学性能.
• 这种方法为实现更安全,高压固态金属电池提供了可行的策略.
• 这些发现为先进的固态电池的大规模制造铺平了道路.