陈立泉院士AFM：基于PEO的固体电解质实现4.2 V高压全固态电池的稳定循环

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2020-04-08

聚环氧乙烷(PEO)基固体电解质有望开发出安全性高的固态电池。然而，其窄的电化学窗口限制了高电压和高能量密度应用的潜力。

有鉴于此，中科院物理研究所陈立泉院士，李泓，白雪冬，禹习谦报道了PEO的电化学氧化行为以及LiCoO₂-PEO固态电池的失效机理。

文章要点：

1）发现对于纯PEO，尽管它在高于3.9 V的电压下开始氧化（相对于Li/Li⁺），但分解产物具有适当的Li⁺电导率，意外地在PEO和电极界面处形成了相对稳定的正极电解质中间相（CEI）层。

2）LiCoO₂-PEO电池的性能下降源自高压下锂化后LiCoO₂的强氧化能力，这会加速PEO的分解并驱动LiCoO₂的自氧释放，导致CEI不断增长并破坏LiCoO₂表面。

3）当很好地涂覆LiCoO₂或使用稳定的正极LiMn_0.7Fe_0.3PO₄时，可以实现优异的电化学性能，Li_1.4Al_0.4Ti_1.6(PO₄)₃包覆的LiCoO₂在50次循环后的容量保持率为88.6％，而LiMn_0.7Fe_0.3PO₄在100次循环后的容量保持率为90.3％。

Qiu, J., et al, Enabling Stable Cycling of 4.2 V High‐Voltage All‐Solid‐State Batteries with PEO‐Based Solid Electrolyte. Adv. Funct. Mater. 2020 

DOI：10.1002/adfm.201909392

https://doi.org/10.1002/adfm.201909392