一种具有多种元素 (F,S,P和N) 的多功能有机添加剂,用于高性能PEO/LiTFSI电解质
Siyu Fang1, Junyan Tang1, Qian Liang1
1Ministry of Education Key Laboratory for the Green Preparation and Application of Functional Materials, Hubei Key Laboratory of Polymer Materials, School of Materials Science and Engineering, Hubei University, Wuhan 430062, China. mtang@hubu.edu.cn.
这项研究引入了 ( perfluorophenyl) trithiophosphate (FPS) 作为聚乙烯氧化物 (PEO) 基固态电解质的添加剂,显著提高了对更安全,高能电池的离子导电性和稳定性.
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
- 聚合物电解质 聚合物电解质
背景情况:
- 基于聚乙烯氧化物 (PEO) 的全固态电解质对高安全性,高能量密度的电池具有前景.
- 目前的限制包括低离子导电性,狭窄的电化学稳定性和差的界面稳定性.
- 解决这些挑战对于实际的电池实施至关重要.
研究的目的:
- 为了探索 ( perfluorophenyl) trithiophosphate (FPS) 作为 PEO/LiTFSI 电解质的多功能添加剂.
- 为了增强离子导电性,电化学稳定性和接口特性.
- 为了实现高性能固态电池.
主要方法:
- 系统地探索FPS作为PEO/LiTFSI电解质中的有机添加剂.
- 离子导电性的表征,电化学稳定性窗口和界面特性.
- 测试Li//Li对称电池和LiFePO4//PEO-LiTFSI-FPS//Li全电池的使用情况.
主要成果:
- 添加FPS通过降低PEO晶度,使60°C的离子导电率提高到0.15mS cm-1 .
- FPS形成了一个强大的Li2S丰富的固体电解质介相 (SEI),增强了Li-ion扩散.
- 电化学稳定性窗口从3.9V扩大到4.8V;在对称电池中稳定循环超过3000小时,在完整电池中稳定循环1000次,容量保持良好.
结论:
- FPS充当多功能添加剂,同时改善基于PEO的电解质的离子导电性,电化学稳定性和接口特性.
- 形成2S丰富的SEI是提高离子运输和电池性能的关键.
- 用FPS修改的电解质显示出先进固态电池应用的巨大潜力.
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