非易燃凝聚合物电解质的共同持续释放策略使得金属电池的寿命长
Huiting Yang1, Yanjin Chen1, Wenyue Tian1
1Frontiers Science Center for New Organic Matter, Key Laboratory of Advanced Energy Materials Chemistry (Ministry of Education), State Key Laboratory of Advanced Chemical Power Sources, Collaborative Innovation Center of Chemical Science and Engineering (Tianjin), College of Chemistry, Nankai University, Tianjin, 300071, China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|June 4, 2025
概括
一种新型的凝聚合物电解质 (GPE) 使用三乙烯酸盐 (TEP) 和乙氧化三甲基三烯酸盐 (ETPTA) 提高金属电池的安全性和性能. 这种阻燃GPE抑制了树突的生长,并改善了高能耗应用的循环稳定性.
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:
- 金属电池 (SMB) 具有高能量密度,但由于易燃的凝聚合物电解质 (GPEs) 而面临安全问题.
- 基于三乙酸 (TEP) 的GPE是有希望的,但可以腐蚀金属阳极.
研究的目的:
- 通过解决易燃性和阳极腐蚀问题,为中小企业设计安全高性能GPE.
- 为了增强GPE的离子导电性和树突抑制能力.
主要方法:
- 开发了一种基于TEP的GPE,其中含有不溶性乙氧化三甲基三烯酸盐 (ETPTA) 聚合物矩阵和碳酸盐辅溶剂.
- 研究了ETPTA碳基和碳酸盐辅溶剂在离子迁移和固体电解质介相 (SEI) 形成中的作用.
- 在Na/GPE/Na对称细胞和NVP/GPE/Na全细胞中评估了GPE的性能.
主要成果:
- ETPTA矩阵和辅溶剂减少了TEP腐蚀,并提供了阻燃性.
- GPE促进了均的离子迁移,并形成了富含NaF的SEI层,抑制了树突的生长.
- Na/GPE/Na细胞循环稳定超过1600小时;NVP/GPE/Na细胞在4000个循环后保持了86.6%的容量.
- 在500个周期内,GPE支持4.5V高压阴极.
结论:
- 以囊为灵感,共同持续释放的GPE设计为高安全性中小企业提供了可行的策略.
- 这种工程GPE增强了离子导电性,阳极稳定性和电池的整体性能.
- 开发的GPE适用于高能量密度和高压金属电池应用.


