采用全固態(tài)電解質(zhì)替代液體電解質(zhì)是解決安全問題的根本途徑。固態(tài)聚合物電解質(zhì)(SPEs)可構(gòu)建高安全性電化學(xué)儲能系統(tǒng),被認(rèn)為是最有前途的液體電解質(zhì)替代品之一。然而SPEs存在離子電導(dǎo)率低的特性;通常在SPEs中引入液體增塑劑可提升其離子電導(dǎo)率,但不可避免地導(dǎo)致SPEs機械強度惡化、鋰枝晶不可控的生長等問題。因此,實現(xiàn)制備無塑化劑SPEs是目前固態(tài)電池研究領(lǐng)域的熱點之一。
圖1. 固態(tài)電解質(zhì)電化學(xué)及動力行為
圖2. 組裝的固態(tài)電池鋰金屬側(cè)表征
圖3. 組裝的全固態(tài)鋰金屬電池性能及袋式電池破壞性試驗。
由Pebax與PEGDE組成的無塑化劑嵌段共聚物電解質(zhì)組裝的全固態(tài)鋰金屬電池表現(xiàn)出優(yōu)異的綜合性能,包括穩(wěn)定的恢復(fù)性能、穩(wěn)定是循環(huán)能力;組裝的磷酸鐵鋰(LFP)全電池具有超長循環(huán)壽命、卓越容量保持能力(0.2 C,900 cycle容量保持99.3%;0.5 C,1350 cycle容量保持82%)、高庫倫效率(99.9%);該固態(tài)電解質(zhì)也可與三元鋰正極材料相匹配,有望進一步提升其能量密度。此外,組裝的袋式電池在彎曲、穿刺、剪切等苛刻情況下可保證電子時鐘的穩(wěn)定工作,證實了其在實際應(yīng)用中的巨大潛力。
原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2022.107499
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