主要观点总结
本文介绍了一种以丙烯腈(AN)原位自聚合产生的聚合物相作为骨架,以及由四乙二醇二甲醚(TEGDME)和PEO之间的交联反应形成的交联相作为填充材料的新型弹性体电解质,该电解质具有经纬交织结构,用于开发固态锂金属电池。这种电解质具有优异的性能,如高室温离子电导率、与锂金属阳极的紧密接触和相容性、可拉伸性、提高的分解电压等。使用这种电解质的锂对称电池能保持稳定和延长的循环寿命,并且Li/ATPE-1/NCM电池在环境条件下具有卓越的倍率性能。这项研究为高性能固态锂金属电池的实际应用提供了前景。
关键观点总结
关键观点1: 新型弹性体电解质的开发
该电解质由丙烯腈聚合物相作为骨架和由四乙二醇二甲醚和PEO之间的交联反应形成的交联相组成,具有经纬交织结构。
关键观点2: 电解质的优异性能
电解质具有高室温离子电导率、可拉伸性、与锂金属阳极的紧密接触和相容性,以及提高的分解电压。
关键观点3: 电池的性能表现
使用这种电解质的锂对称电池能保持稳定和延长的循环寿命,Li/ATPE-1/NCM电池在环境条件下具有卓越的倍率性能,且具有良好的容量保持率。
文章预览
开发以 LiNi x Co y Mn z O 2 ( NCM )为阴极的固态锂金属电池,可满足储能系统的高能量密度要求。然而,在锂金属电极上沉积和剥离锂离子的过程会导致显著的体积变化,最终降低电池性能。 近日, 东北师范大学 谢海明教授 、 孙立群高级实验师 成功设计并合成了一种具有特殊经纬交织结构的弹性体电解质,该电解质由交联相作为填料和聚合物相作为骨架组成。 研究发现,随着聚合物相的增加,电解质从不规则的褶皱结构转变为经纬交织结构。具有主要纬度特征的最佳电解质ATPE-1表现出800%的可拉伸性和高室温离子电导率(1.72 mS cm -1 )。此外,与锂金属阳极的紧密接触和优异的相容性使以ATPE-1为电解质的锂对称电池能够保持稳定和延长的循环寿命超过2000小时。并且,聚合物相和交联相之间超分子相互作用的存在有效地提高了电解质的分解电压。
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