Nature Commun.: 在高压锂电池中稳定聚合物电解质
Yolerz Yolerz 2019-07-15

基于醚的液态和固态聚合物电解质是可充电锂和钠电池最有前途的选择。然而,这些电解质在低负极电位下不受控制的阴离子聚合和正极工作电位下的氧化降解使得基于聚合物电解质的固态或柔性电池只能在基于低压或中压正极的电池中实现。

 

佛罗里达州立大学Jose L. Mendoza-Cortes 和康奈尔大学 Lynden A. Archer团队重新考虑了负极上不受控制的相间聚合物链增长和高压锂电池正极上醚氧化降解的化学过程,并在此基础上表明,要特别注意设计相间来限制负极处的聚合,以及在正极处要促进去溶剂化,以此为要点来设计克服常规限制的基于醚的电解质。

 

研究者指出,1)使用链转移剂(CTA)能够抑制电解质在锂金属负极处的阴离子聚合从而提供异常高水平的相间稳定性。2)阴离子分子的导电涂层可以在去往正极的途中使Li+去溶剂化,这是设计预先形成的阴离子聚合物和超分子组成的自限性正极电解质界面(CEI)的一个组成部分,从而能够在高氧化电极电位下稳定甘醇二甲醚,该正极电解质界面提供了将基于醚的电解质的电压稳定性扩展到远高于常规可接受限度的电位。3)在各种交联配置中的聚醚能够在电池再充电期间抑制锂金属负极处粗糙、枝状的电沉积。

 

Snehashis Choudhury, Zhengyuan Tu, A. Nijamudheen, Michael J. Zachman, Sanjuna Stalin, Yue Deng, Qing Zhao, Duylinh Vu, Lena F. Kourkoutis, Jose L. Mendoza-Cortes, Lynden A. Archer, Stabilizing polymer electrolytes in high-voltage lithium batteries, Nature Communications, 2019.

DOI: 10.1038/s41467-019-11015-0

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