在聚合物电解质中 π-结合甲酸诱导的稳定接口,用于室温固态电池

科学领域:

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• 储能 储能 储能 储能 储能 储能

背景情况:

• 固态金属电池提供更高的能量密度和比液体电解质系统更好的安全性.
• 固体聚合物电解质 (SPEs) 由于其可加工性和机械性质而具有前景,但面临着低离子导电性和接口不稳定的挑战.
• 树的生长仍然是一个关键问题,阻碍了金属电池的实际应用.

研究的目的:

• 为了提高基于聚乙烯氧化物 (PEO) 的固体聚合物电解质的性能,用于金属电池.
• 为了应对低离子导电性和SPE中不稳定的接口的挑战.
• 为了研究加入甲 (ZnPc) 对电解质特性和电池性能的影响.

主要方法:

• 在聚乙烯氧化物 (PEO) 基复合电解质中加入甲 (ZnPc).
• 在金属阳极上形成 LiF 丰富的固体电解质介相 (SEI) 层.
• 电化学测试沉积/剥离和电池.

主要成果:

• 添加ZnPc导致了富含LiF的SEI层,增强了2000多小时稳定的沉积/剥离的界面稳定性.
• ZnPc的易斯酸位促进了TFSI-离子吸附,改善了LiTFSI解离,并增加了离子转移数 (tLi+ = 0.62).
• 基体的 LiFePO4 电池表现出极好的循环稳定性,在 0.5C 的 400 个循环后保持 80% 的容量.

结论:

• 甲酸是一种有效的添加剂,可以改善基于PEO的固体聚合物电解质的离子导电性和界面稳定性.
• 开发的电解质使金属电池能够稳定地运行,减轻树突的生长,提高循环寿命.
• 这项研究有助于开发更安全,更高性能的固态金属电池.