凝膠聚合物電解質(GPEs)中的離子電動調節對緩解鋰金屬電池(LMBs)中金屬鋰的枝晶生長和電極腐蝕具有重要意義。中南大學Pan Anqiang、Chang Zhi合成了一種超分子LiPAAOB鹽輔助的GPEs(3D-DIS-1.25%GPEs),以改善LMBs的離子電動力學。
本文要點:
1) LiPAAOB導體鹽提供足夠的Li+離子,同時促進LiTFSI離解。這些解離的Li+離子可以通過富集的親和位點進一步牢固地錨定在三維復合聚合物骨架(PALC)中。由于PALC和LiPAAOB/LiTFSI之間的強氫鍵相互作用,因此作者在3D-DIS-1.25%GPE中構建了穩定的配位結構,從而促進了Li+離子沿著聚合物鏈快速傳輸。
2) 因此,3D-DIS-1.25%GPE的電化學穩定窗口和離子電導率分別提高到5.3V和1.34mS cm?1。在鋰金屬陽極和陰極中的活性顆粒上原位形成的Li+/e?雙導電界面可以有效地抑制枝晶生長和電極腐蝕。即使在折疊和卷曲狀態下,具有高LFP負載的Li||3D-DIS-1.25%GPEs||Li對稱電池和柔性3D-DIS-.25%GPEs基軟包電池也能穩定運行,這表明使用3D-DIS-0.25%GPEs可構建各種柔性高能量密度電池。
Simin Chai et.al Supramolecular Salt-Assisted Quasi-Solid-State Electrolyte Promoting Dual Conductive Interface for High-Energy-Density Lithium Metal Batteries Adv. Energy Mater. 2023
DOI:
https://doi.org/10.1002/aenm.202303020