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研究概述

設(shè)計(jì)具有室溫高離子電導(dǎo)率的固態(tài)聚合物電解質(zhì)（SPEs）是推進(jìn)柔性全固態(tài)儲(chǔ)能裝置的關(guān)鍵。

因此，迫切需要?jiǎng)?chuàng)新策略來開發(fā)安全、穩(wěn)定且高性能的SPEs。

基于此，2024年10月29日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)陳立鋒教授在國際期刊Angewandte Chemie International Edition發(fā)表題為《Photoexcitation-Enhanced High-Ionic Conductivity in Polymer Electrolytes for Flexible, All-Solid-State Lithium-Metal Batteries Operating at Room Temperature》的研究論文。

在這項(xiàng)工作中，研究人員在光催化設(shè)計(jì)原則的指導(dǎo)下，引入了光激發(fā)調(diào)制異質(zhì)結(jié)作為SPEs中的催化活性填料，并使用天然細(xì)菌纖維素來增強(qiáng)無機(jī)填充SPEs的機(jī)械性能。

原位光熱實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算表明，在光激發(fā)下，聚（環(huán)氧乙烷）電解質(zhì)中微量異質(zhì)結(jié)產(chǎn)生的強(qiáng)光生電場顯著增強(qiáng)了鋰鹽解離，增加了移動(dòng)Li⁺的濃度。

這導(dǎo)致離子電導(dǎo)率大幅增加，25°C時(shí)達(dá)到0.135 mS cm^?1，Li⁺遷移數(shù)高達(dá)0.46。

這種柔性全固態(tài)鋰金屬軟包電池即使在反復(fù)彎曲和折疊后也具有178.8 mAh g^?1的放電容量，并表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性，在1 C（25℃）下循環(huán)250次后仍能保持其初始容量的86.7%。

這項(xiàng)研究為開發(fā)高性能柔性鋰金屬電池提供了一種新方法。

圖文解讀

圖1：Co₃O₄/TiO₂異質(zhì)結(jié)的表征及其與Li⁺和TFSI^?離子的相互作用

圖2：LDR電解質(zhì)的離子導(dǎo)電性、活化能、Li⁺遷移數(shù)及電化學(xué)穩(wěn)定性

圖3：LFP||LDR||Li電池的倍率性能、柔性電池應(yīng)用及循環(huán)穩(wěn)定性測試結(jié)果

文獻(xiàn)信息

Photoexcitation-Enhanced High-Ionic Conductivity in Polymer Electrolytes for Flexible, All-Solid-State Lithium-Metal Batteries Operating at Room Temperature,?Angewandte Chemie International Edition,?2024.?

原創(chuàng)文章，作者：zhan1，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2024/10/31/22317d980a/

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