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固态电池技术
新型固态聚合物电解质开发进展之五: PAN基双层固态聚合物电解质
时间:2022-10-17 21:46:18浏览次数:

 东北师范大学谢海明等通过两步成膜的方法制备了一种兼具正负极稳定性的双层固态聚合物电解质。在正极一侧引入具有耐高电压特性的聚丙烯腈(PAN)基电解质(PAN-SPE),防止PEO与三元正极材料中的过渡金属氧化物直接接触被氧化;在负极一侧引入PEO基电解质(PEO-SPE),防止对金属锂不稳定的PAN基电解质与金属锂直接接触发生副反应,并以PEO加强电解质与金属锂负极的界面稳定性。该电解质特殊的Li+导电机制使Li+通量均匀,Li+传导速度快,实现了稳定的电解质/电极界面。通过对电池的恒电流循环研究,作者进一步证明了双层固态聚合物电解质表现出优异的耐高电压性能,同时双层固态聚合物电解质对正负极表现出优良的稳定性。


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LFP为正极组装的电池在30 oC下以0.2 C倍率下充放电,电压在2.5 V~3.8 V之间,电池放电比容量为148.1 mAh g-1130次循环后容量保持率为98.8 %,库仑效率始终在99.5 %以上,证明以该电解质对锂金属有良好的电化学稳定性。此外,还组装了NCM622电池,测试其在高电压下的循环性能,在0.1 C下,电压在2.8 V~4.3 V之间,电池的放电比容量为176.0 mAh g-1,循环100次后库仑效率为95 %左右。这种双层电解质的设计为解决高能量密度锂金属电池的界面问题提供了一种理想的策略。

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(Enabling stable interphases via In-Situ Two-Step Synthetic Bilayer Polymer Electrolyte for Solid Li Metal Batteries, Inorganics)