天大封偉/李瑀EnSM:原位形成氟化聚碳酸酯共聚物固態(tài)電解質(zhì) 2023年10月13日 上午11:28 ? 頭條, 干貨, 頂刊 ? 閱讀 40 由于能源需求不斷增加,基于聚合物的固態(tài)鋰金屬電池(LMBs)被認為是便攜式和柔性設(shè)備的理想電源。然而,傳統(tǒng)的聚環(huán)氧乙烷基聚合物電解質(zhì)相對較窄的電化學窗口限制了高能量密度正極材料在LMBs中的應(yīng)用。 天津大學封偉、李瑀等設(shè)計了一種基于含氟聚碳酸酯的共聚物電解質(zhì)(FPCSPE),將電化學窗口擴展到5 V以上(相對于 Li/Li+)。 為克服這些限制,作者通過自由基共聚設(shè)計了一系列由碳酸乙烯亞乙酯(VEC)、甲基丙烯酸三氟乙酯(TFEMA)和1,4-丁二醇二丙烯酸酯(BDDA)組成的共聚物,以獲得具有耐高壓的自支撐固態(tài)聚合物電解質(zhì)(SPE)薄膜。 TFEMA(含氟單體)和BDDA(交聯(lián)劑分子)的引入與VEC表現(xiàn)出高共聚活性,不僅增加了P(VEC-co-TFEMA)共聚物的分子量,而且還降低了共聚物的HOMO能級并進一步拓寬了電化學穩(wěn)定性窗口。通過改變組分的比例和雙(三氟甲磺?;﹣啺蜂嚕↙iTFSI)的濃度可調(diào)節(jié)共聚物的電化學性能。 圖1 材料制備及表征 結(jié)果,基于P(VEC-co-TFEMA)的SPE在25 ℃下表現(xiàn)出5.02 × 10-5 S·cm-1的離子電導率和0.44的鋰離子轉(zhuǎn)移數(shù),并且由于引入了氟原子而具有0-5.7 V(vs. Li/Li+)的寬電化學窗口。 因此,采用NCM811(LiNi0.83Co0.11Mn0.06O2)正極制備的相應(yīng)LMB可以在室溫下運行,并且在0.1 C (1 C = 275 mA g-1)表現(xiàn)出218 mAh g-1的比容量,循環(huán)300次后具有70%的容量保持率。由于其優(yōu)異的電化學性能,F(xiàn)PCSPE與大多數(shù)商用的鋰電池正極材料兼容。此外,簡單方便的聚合過程有利FPCSP的工業(yè)化生產(chǎn)。因此,F(xiàn)PCSPE有望成為下一代高能量密度LMB的絕佳候選者。 圖2 Li/ NCM811全電池性能 In-Situ Generation of Fluorinated Polycarbonate Copolymer Solid Electrolytes for High-voltage Li-metal batteries. Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.12.004 原創(chuàng)文章,作者:科研小搬磚,如若轉(zhuǎn)載,請注明來源華算科技,注明出處:http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/13/a1f17d8106/ 電池 贊 (0) 0 生成海報 相關(guān)推薦 諾獎得主翻車,被撤稿4篇PNAS!更多質(zhì)疑在路上…… 2022年9月5日 北化工周偉東Angew.:揭示固態(tài)聚合物電解質(zhì)鋰離子電導率和界面穩(wěn)定性的影響因素 2023年10月9日 ?ACS Energy Lett.:(局部)高濃度電解液中離子傳輸?shù)男抡J識! 2024年2月21日 ACS Appl. Mater. Interfaces:銅和鈀修飾的碳納米帶用于催化硝酸鹽電還原合成氨 2023年11月1日 最新Science:合成穩(wěn)定的氮烯! 2024年6月19日 湖大吳英鵬AFM:均勻熱分布液態(tài)金屬抑制鋰枝晶 2023年10月26日