前瞻经济学人 看懂未来新十年

打开APP

深圳大学刘琛《Angew》:有史以来电导率最高的PEO基固态电解质,和液体电解质旗鼓相当!

高分子科学前沿

作者|高分子科学前沿 来源|高分子科学前沿(ID:Polymer-science)

利用固态电解质代替液态电解质已被证明是解决锂离子电池安全问题的理想方法。在各种固态电解质中,与无机固态电解质相比,聚合物电解质具有高柔性、轻量化、良好的加工性能、较高的能量密度和良好的电极/电解质界面相容性。尽管具有上述优点,但开发聚合物电解质的最大障碍,例如低离子传导能力和差循环稳定性,仍有待解决。此外,锂金属电极和电解质组件之间的枝晶形成和副反应是实现长寿命、高安全性可充电池的长期挑战。

在聚合物基体中加入活性陶瓷填料是一种有效的策略,可以综合各种聚合物或无机电解质的优点来解决它们固有的问题。活性填料的有助于降低聚合物基体的结晶度、固定阴离子,并通过陶瓷本身和聚合物/填料界面提供连续的Li+导电通路。然而,经过多年的尝试,复合电解质在低温下的离子导电性和长循环性方面仍不能与传统液态电解质相媲美,这是其商业化应用的最大障碍。在此,深圳大学刘琛教授提出了一种全新的策略,通过设计碳酸乙烯酯(EC)与活性无机填料Ta掺杂的Li7La3Zr2O12(LLZTO)在P(EO)15LiTFSI中的分子间相互作用,利用简便的溶液流延方法开发了一种锂复合电解质。令人惊讶的是,复合电解质在25℃时的最佳离子电导率为1.43×10-3 S cm-1,这是有史以来报道的基于PEO的锂固体电解质的最高电导率,大致等于市售液态电解质的离子导电率(在环境温度下约为10-3 S cm-1)。

1

文章亮点:

1、通过LLZTO引发的EC的开环反应形成含醚氧链的齐聚物,在LLZTO和PEO基体之间提供了额外致密和快速的Li+传导途径。该齐聚物还充当PEO链的破坏剂,导致产生用于Li+迁移的无定形区域。

2、利用优化复合电解质组装的电池在25°C时具有1.43×10-3 S cm-1的超高离子电导率,在4.8 V的电化学窗口下具有高达400°C的热稳定性,以及在1 C下经过1000次循环后,具有出色的循环稳定性和90%的容量保持率。

1

图1 结构表征

1

图2 电化学性能

原文链接:https://doi.org/10.1002/anie.202103403

编者按:本文转载自微信公众号:高分子科学前沿(ID:Polymer-science)


阅读全文
打开APP,享受沉浸式阅读体验

提问研究员

一键提问研究员,零距离互动交流

我要提问
1

App数据库能为你做什么?

看看用户怎么说

2

App问答能为你做什么?

看看用户怎么说

3

App报告能为你做什么?

看看用户怎么说

4

App文章能为你做什么?

看看用户怎么说

相关阅读