胡勇胜等Nature Commun:设计固体电解液实现高性能全固态电池
纳米技术 纳米 2022-07-20

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基于聚氧化乙烯(Poly(ethylene oxide))固体电解质是下一代的锂/钠金属电池具有非常大的应用前景,但是聚氧化乙烯电解质面临着一些挑战性问题,比如较低的抗氧化能力以及较低的阳离子转移数,这导致聚氧化乙烯难以得到广泛应用。

有鉴于此,中科院物理所胡勇胜、容晓晖、河北工业大学刘宾元等报道设计合成一种氟化聚合物电解液材料,聚(2,2,2-甲基丙烯酸三氟乙酯),通过将这种聚(2,2,2-甲基丙烯酸三氟乙酯)引入聚氧化乙烯,显著改善电池在电化学窗口的稳定性、电荷转移数目。

本文要点

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通过多种物理化学表征和理论计算模拟,鉴定了其中通过超分子键、调控形貌结构,是导致电化学性能显著改善的主要原因。将这种聚合物电解液组装构建实验室量级的全锂/钠电池,测试全电池的性能。非常有意思的一点是,当使用Li作为负极, LiMn0.6Fe0.4PO4作为正极,构建聚合物固体电池,在70 ℃和42 mA g-1实现200圈的稳定循环,在0.28 MPa的压力能够实现2.5 mAh的放电容量。

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参考文献

Su, Y., Rong, X., Gao, A. et al. Rational design of a topological polymeric solid electrolyte for high-performance all-solid-state alkali metal batteries. Nat Commun 13, 4181 (2022)

DOI: 10.1038/s41467-022-31792-5

https://www.nature.com/articles/s41467-022-31792-5

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