實現具有類似陶瓷的快速單離子傳導行為、隔膜所需的機械性能和良好的鋰枝晶抑制能力的固體聚合物電解質對于固態鋰金屬電池的實際應用至關重要,但極具挑戰性??朔@一長期瓶頸的關鍵是合理設計聚合物離子導體內部的Li+傳輸微環境。四川大學Fu Xuewei、Yang Wei、Wang Yu提出了一種納米偶極摻雜復合聚合物電解質(NDCPE)的概念,該電解質使用表面帶電的埃洛石納米管(d-HNTs)作為摻雜劑,以在聚偏氟乙烯(PVDF)基準固體電解質中實現高效Li+傳輸的微環境。
本文要點:
1) 結果表明,d-HNTs摻雜可以固定陰離子并有助于鋰鹽的離解,這產生了先進的動態Li+-界面,并產生了高的Li+-轉移數(0.75±0.04)和離子電導率(0.29±0.04 mS cm?1@R.T.)。
2) 此外,與商用隔膜相比,NDCPE薄膜顯示出類似的韌性、機械強度,但用于穩定鋰金屬陽極的能力要優越得多。為了理解摻雜機制,作者提出并討論了一個結合納米填料表面電荷、吸收的溶劑分子和吸收的聚合物鏈單元的混合Li+溶劑化模型,以指導未來先進的混合固體聚合物電解質的研究。
Shanshan Lv et.al A Supertough and Highly-Conductive Nano-Dipole Doped Composite Polymer Electrolyte with Hybrid Li+-Solvation Microenvironment for Lithium Metal Batteries Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202302711
https://doi.org/10.1002/aenm.202302711