RMIT马天翼Angew,“刚柔并济”锂离子导电膜实现超稳定锂电池!

锂电联盟会长 2024-12-15 09:00

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固态锂金属电池(SSLMB)的性能往往受到基于聚环氧乙烷(PEO)的电解质离子电导率低、电化学窗口窄以及机械强度不足等因素的制约。

受海星外柔内刚结构的启发,浙江科技大学/南昌大学杨震宇教授&澳大利亚皇家墨尔本理工大学(RMIT)马天翼教授团队利用静电纺丝技术设计了多功能的海星型复合聚合物电解质(CPEs)。

这些CPEs具有由聚丙烯腈/金属有机骨架/离子液体(PAN/MOFs/ILs)构成的三维刚性骨架网络,能形成连续且高效的Li+传输通道:MOFs赋予刚性,PEO作为缓冲外层来增强界面相容性,而ILs可降低界面电阻。

由此得到的CPEs展现出了优异的离子电导率(4.37×10⁻⁴S cm-1)、较宽的电化学窗口(5.34V)、均匀的Li+通量以及较高的迁移数(0.69)。

凭借这些协同优势,Li/CPEs/Li对称电池在抑制枝晶生长方面表现出色,时长超过1300小时;

LiFePO4/CPEs/Li电池在1.0C的充放电倍率下循环2100次后仍能保持90.1%的容量,这是已报道的含MOF/PEOSSLMB中的最佳性能。

通过理论模拟和光谱分析,系统地阐释了多组分固态电解质界面相的形成及其在稳定锂金属循环过程中所起的作用。

这种受自然启发的设计为开发具有更长使用寿命的稳定固态电解质提供了一种很有前景的策略。
Starfish-Inspired Solid-State Li-ion Conductive Membrane with Balanced Rigidity and Flexibility for Ultrastable Lithium Metal Batteries

Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202420001

https://doi.org/10.1002/anie.202420001
文章来源:电解质前沿
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