助力新能源！离子液体辅助开发高性能和稳定的锂金属电池

2024-08-15 09:57:40 sh默尼 3

传统的液体电解质(LEs)含有可燃性有机溶剂，容易造成热失控、界面副反应和气体挥发等问题。全固态锂电池以固态电解质取代液态电解质，由于其与金属锂的高能量密度耦合，寿命、安全性优于现有的锂电池，被誉为下一代储能设备。目前已有的固态电解质(SSEs)包括硫化物、石榴石、钙钛矿、LISICONs和NASICONs。良好的界面接触和高离子电导率被认为是设计锂金属电池(LMBs)结构的关键属性。


NASICON型LAGP(Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3)具有高离子电导率和氧化稳定性，受到了研究者的广泛关注。然而，LAGP的高硬度和脆性使得抛光困难，并且在电池组装过程中与锂金属接触不良，从而导致界面阻抗高，电化学性能不理想。固态电解质膜(CSEs)通常由聚合物和锂盐组成，由于其原材料价格低廉、易于加工和优异的灵活性等优点，已经引起了人们极大的研究兴趣，但常用的CSEs多数情况下粘度较低，韧性较差。聚偏氟乙烯(PVDF)具有很强的附着力，是一种广泛使用的CSE薄膜。然而，PVDF仍受限于其高结晶度导致的高界面电阻。为了增强SSE和阴极/阳极之间的界面接触，可以在电极电解质界面之间构建离子导电中间层。中间层常用的成分有聚合物和离子液体。

基于此，来自郑州航空工业管理学院的徐松和卫萌团队以聚偏氟乙烯(PVDF)、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂(LiTFSI)、LAGP粉末和1-丁基-1-甲基吡啶鎓双(三氟甲基磺酰)亚胺(PYR14TFSI)为原料，合成了进行优化设计的“LAGP In PVDF”复合SSEs。通过溶液铸造工艺，获得了一种柔性、质软、IL辅助的LAGP/PVDF复合固态电解质膜(PL-LAGP CSE)。


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