為了促進(jìn)固體聚合物電解質(zhì)（SPE）與高鎳（Ni）陰極在高壓鋰（Li）金屬電池（LMBs）中的應(yīng)用，解決低氧化穩(wěn)定性和易受損傷界面形成的挑戰(zhàn)至關(guān)重要。近日，韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院Bumjoon J. Kim通過(guò)引入異氰酸酯基團(tuán)（?N=C=O）開(kāi)發(fā)了一種具有雙連續(xù)結(jié)構(gòu)的SPE，其由彈性體和塑料晶相組成。
本文要點(diǎn)：
1) 這種合理設(shè)計(jì)的SPE具有高離子電導(dǎo)率（在25°C下為0.9×10?3 S cm?1）、優(yōu)異的彈性（斷裂伸長(zhǎng)率為330%）和增強(qiáng)的氧化穩(wěn)定性（4.8 V vs. Li/Li+）。將這種SPE與40μm的薄Li箔和高Ni LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2（NCM811）陰極結(jié)合在一起的全電池在4.7 V vs.Li/Li?下運(yùn)行時(shí)，表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)性能，即在25°C和1C的高速率下經(jīng)過(guò)200次循環(huán)后仍保持其初始容量的70%。
2) 含異氰酸酯的SPE在4.7 V vs.Li/Li?下的延長(zhǎng)循環(huán)歸因于抗氧化-N-C═O組分實(shí)現(xiàn)的穩(wěn)定富無(wú)機(jī)物界面，以及雙連續(xù)結(jié)構(gòu)SPE的均勻Li沉積。
Seongmin Kim et.al Designing Isocyanate-Containing Elastomeric Electrolytes for Antioxidative Interphases in 4.7 V Solid-State Lithium Metal Batteries Adv. Energy Mater. 2024
DOI: 10.1002/aenm.202403846
https://doi.org/10.1002/aenm.202403846
