聚氧金属酸交联金属高分子聚合物作为高持久性和低温耐受性金属电池的人工接口层
Yaoda Wang1, Pei-Chen Zhao1, Jingjie Sun1
1State Key Laboratory of Coordination Chemistry, MOE Key Laboratory of Mesoscopic Chemistry, MOE Key Laboratory of High Performance Polymer Materials and Technology, Jiangsu Key Laboratory of Advanced Organic Materials, Suzhou Key Laboratory of Green Intelligent Manufacturing of New Energy Materials and Devices, Tianchang New Materials and Energy Technology Research Center, Institute of Green Chemistry and Engineering, School of Chemistry and Chemical Engineering, Nanjing University, Nanjing, Jiangsu, 210023, P.R. China.
一种新的金属-超分子聚合物保护层有效地抑制了金属电池中的树的生长. 这一创新使得稳定,高性能电池,即使在低温.
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:
- 金属电池对于下一代能源存储至关重要.
- 不受控制的树增长和不稳定的固体电解质介面阻碍了它们的实际应用.
- 开发强大的接口层对于电池性能和安全至关重要.
研究的目的:
- 为金属阳极开发一种新的阳极界面保护层 (MSP-IPL).
- 为了研究一个协调交联的金属超分子聚合物的特性和有效性.
- 证明MSP-IPL在实现高性能,稳定的金属电池方面的潜力,特别是在低温下.
主要方法:
- 合成了一种金属-超分子聚合物界面保护层 (MSP-IPL),使用(IV) -多氧金属酸盐 (Ti-POMs) 作为连接剂.
- 有MSP-IPL的涂层金属阳极.
- 制造并经过测试的电池LiFePO4和电池LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NCM811) 电池.
- 评估电池性能,包括可循环,速率能力和低温 (-20°C) 操作.
主要成果:
- 该MSP-IPL表现出高的电化学稳定性,优越的离子转移和良好的空气稳定性.
- 保护层通过确保的均沉积,有效地抑制了树的扩散.
- MSP-IPL增强了Li+转移数,并通过结合PF6-离子促进了均的Li+分布.
- 带有MSP-IPL涂层阳极的电池显示出令人印象深刻的循环和速率能力.
- 立即下载NCM811电池在-20°C下稳定运行超过500个循环,容量保持86.8%.
结论:
- 开发的MSP-IPL是稳定金属阳极的有希望的解决方案.
- 聚合物的自我修复和再加工性质可以适应电极体积的变化.
- 这种方法显著推进了实用,高性能,低温金属电池的开发.
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