聚合二氧戊烷(P-DOL)由于其高的锂离子电导率、与锂金属的良好相容性以及理想的电池内原位聚合制备,具有作为固体聚合物电解质(SPE)的潜力。
近日,北京化工大学周伟东教授报道了发现SnF2是一种高效的DOL室温聚合催化剂。此外,SnF2通过与Li-金属反应形成LiF和LixSn,还可以有效改善Li/P-DOL-SPE界面润湿性,使界面Li+通量和电位场均一,从而促进了致密的无枝晶Li沉积。
文章要点
1)研究发现,将用SnF2聚合的P-DOL作为SPE,与不含SnF2的P-DOL-SPE相比,均匀沉积的锂金属的体积膨胀要小得多。在ASS Li/P-DOL-SPE/LiFePO4电池中,45 °C可循环350次以上。
2)值得注意的是,虽然P-DOL-SPE在85 °C下可以长期稳定,但在110 °C时,随着甲醛气体和其他低沸点环氧化物的产生,P-DOL-SPE发生严重降解,这使得在真空下,随着环氧化物的蒸发,P-DOL-SPE甚至可以在40 °C开始降解。P-DOL-SPE的这种热分解行为导致了软包电池的大体积膨胀,因此P-DOL基固体电解质的应用需要严格的温度限制。
参考文献
Wei Li, et al, SnF2-Catalyzed Formation of Polymerized Dioxolane as Solid Electrolyte and its Thermal Decomposition Behavior, Angew. Chem. Int. Ed., 2021
DOI: 10.1002/anie.202114805
https://doi.org/10.1002/anie.202114805