纳米封闭聚合促进了在半固体电解质中有效的Li+运输.

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:

• 传统的凝聚合物电解质 (GPEs) 呈现较差的离子导电性,导致树的生长和金属电池的循环稳定性有限.
• 开发先进的电解质对于提高下一代储能设备的安全性和效率至关重要.

研究的目的:

• 开发一种使用纳米封闭聚合 (NCP) 策略的新型复合GPE,以提高离子传输和稳定性.
• 研究开发的GPE在使用不同阴极材料的金属电池中的性能.

主要方法:

• 通过使用NCP策略将线性聚合物限制在多孔共价有机框架 (COF) 的纳米孔内,合成了一种复合GPE (PDA@CityU-43).
• 电化学性能通过使用 Li 下载 Li 的对称电池和 Li 金属电池与 LiFePO4 (LFP) 和合金 (NCM811) 阴极配对来评估.
• 测量了离子导电性,Li+转移数和循环稳定性.

主要成果:

• 该PDA@CityU-43复合GPE显示出高的离子导电性 (6.02×10-3 S cm-1在25°C) 和高的Li+转移数 (0.82).
• 立体管的对称电池经过6000多个小时的稳定运行证明了这一点.
• 在5C的300个循环后,LFP电池显示了改善的循环稳定性,可逆容量为108 mAh/g.
• 立即下载PDA@CityU-43 下载NCM811 具有高质量负载的电池在100个循环后保持了72.5%的容量.

结论:

• 该NCP战略有效地改善了聚合物分布和填充剂-聚合物兼容性,从而提高了Li+运输动态和均的Li+沉积.
• PDA@CityU-43复合GPE显示出开发稳定和高性能金属电池的巨大潜力.
• 这种方法为设计用于苛刻的储能应用的先进GPE提供了一个有希望的新方向.