离子液体辅助用于高性能和稳定的锂金属电池

2024-08-29 10:00:46 sh默尼 7

近年来,电动汽车(EVs)作为向绿色未来过渡的关键工具广受赞誉。电池能量密度对新能源汽车的性能有重要影响,包括续航里程、加速性能、最高时速、充电时间和效率。因此,不断提高电池的能量密度以满足全球市场的消费需求是必不可少的。另一方面,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(ASSLBs)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、LISICONsNASICONs。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。


NASICONLAGP(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(ILs)

基于此,研究人员以聚偏氟乙烯(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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