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王玉忠院士團隊Nature子刊：不易燃無溶劑LPE助力LMBs！
來源： 時間：2023-08-28 10:44:49 瀏覽：2831次


 第一作者：Guo-Rui Zhu

通訊作者：王玉忠院士、吳剛教授

通訊單位：四川大學

DOI: 10.1038/s41467-023-40394-8


01

研究背景

固態聚合物電解質作為高易燃、揮發性有機液體電解質的替代品，在高能鋰金屬電池（LMBs）中具有廣闊的應用前景。然而，較差的界面性能和離子電導率是兩個關鍵的挑戰。一種常見的策略是引入有機溶劑或增塑劑，但不利于提高安全性?；诖耍?strong style="margin:0px;padding:0px;outline:0px;max-width:100%;box-sizing:border-box !important;overflow-wrap:break-word !important;">四川大學王玉忠院士和吳剛教授等人報道了基于室溫液態刷狀聚合物作為唯一溶劑，提出了一種安全、高性能電池的無小分子溶劑的液態聚合物電解質（liquid polymer electrolytes, LPEs）概念。這種液態聚合物電解質不易燃，具有高離子電導率，顯著的鋰枝晶抑制性能，并在廣泛的工作溫度范圍內穩定長期循環。這種電解液和設計策略有望為安全、高性能的聚合物電解液的開發提供啟發性的思路。


02

文章要點

1、作者開發了一種用于LMBs的不易燃無溶劑LPEs，具有高離子電導率（25 °C時為1.09×10?4 S cm?1）、和在寬溫度范圍內穩定的長期循環（60 °C和90 °C時≥1000次循環）。由于室溫下液態刷狀聚磷腈主干和低聚環氧乙烷側鏈組成的聚合物，LPEs同時解決包含LEs或SPEs的LMBs面臨的挑戰，如正極電解質氧化、鋰枝晶形成、耐熱性差、界面不穩定性、安全性差、制備困難等。

2、本文研發的電解質在較寬的溫度范圍（60-120 °C）內提供高性能，使鋰沉積/溶解超過2200 h，以及LFP//Li和NCM811//Li的穩定循環，具有高庫侖效率和容量保留率。更重要的是，基于LPE的LMBs具有抑制熱失控和抵抗機械磨損的性能。


03

圖文展示

 

圖1. LPEs的特性

 

圖2. PPZ聚合物的表征

 

圖3.LPEs的化學和電化學性能

 

圖4. LPE基電池的制備和性能

 

圖5. LPE基LMBs的電極-電解質界面分析

 

圖6. LPE基LMBs的綜合安全測試

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全部 3小時前 四川
文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具。現代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產生書面文字，很多小語種，有語言但沒有文字。文字的不同體現了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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