自热调节的聚合物电解质使高能金属电池的内在安全性成为可能
Lin Wang1, Yunpeng Qu1, Shugang Xu2
1School of Materials Science and Engineering, State Key Laboratory of Fine Chemicals, Frontiers Science Center for Smart Materials Oriented Chemical Engineering, Technology Innovation Center of High Performance Resin Materials (Liaoning Province), Dalian University of Technology, Dalian, 116024, China.
这项研究引入了一种新的凝聚合物电解质 (PPW@GPE),用于更安全的金属电池 (LMB). 它有效地管理热量,提高性能,并防止热失控,提高电池的安全性和寿命.
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) 提供高能量密度,但由于热失控风险,面临安全挑战.
- 有效的热管理对于开发安全和高性能LMB至关重要.
- 现有的电解质往往难以平衡热稳定性和离子导电性.
研究的目的:
- 开发一种多功能凝聚合物电解质 (PPW@GPE),以提高LMB的热管理和安全性.
- 设计一个具有双相热响应的自我调节分离器.
- 为了优化离子导电和电化学性能,同时减轻热风险.
主要方法:
- 同轴电,在阻燃PPBES共聚物矩阵内设计相变材料 ().
- 在现场聚合,将液体电解质固定到一个3D交联网络中.
- 使用含的单体形成稳定的固体电解质间相 (SEI) 层.
主要成果:
- PPW@GPE证明了有效的热点统一化,温度减轻和提高电池安全性.
- 该材料具有出色的阻燃性能,在高温下形成保护性碳层.
- /PPW@GPE/LFP电池在0.2C温度下实现了500个稳定周期,降解率最小 (每周期为0.0596%).
- 由于稳定的SEI层,观察到抑制了树的生长.
结论:
- 开发的PPW@GPE提供了一个有前途的热管理策略,用于更安全和高性能LMB.
- 双相热响应和阻燃性在各种条件下显著提高了电池的安全性.
- 这种方法为设计先进的电池热管理系统提供了新的方向.
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