AFM：超薄层状双氢氧化物纳米片促进的复合聚合物电解质用于室温全固态锂电池

Nanoyu

2021-04-23

固体电解质是构建高安全性、高能量密度储能装置的最有前途的液体电解质替代电解质材料。然而，锂离子在室温下较差的迁移率和离子导电性严重阻碍了其实际应用。

近日，上海理工大学郑时有教授，上海科技大学Wei Liu报道了设计了一种单层层状双氢氧化物纳米片（SLN）增强的聚偏氟乙烯-六氟丙烯（PVDFHFP）复合聚合物电解质，其具有2.2×10⁻⁴ S cm⁻¹（25 °C）的超高离子电导率、优良的Li+转移数（0.78）和宽的电化学窗口（4.9 V）以及1 wt%的低负载量。

文章要点

1）基于该复合电解质，所开发的Li对称电池在0.1 mA cm^-2，RT下的循环时间达到900 h，表现出超长的寿命稳定性。此外，全固态Li|LiFePO₄电池在0.1 C，RT下循环190次，容量保持率高达98.6%，运行稳定。此外，开发的LiCoO₂/LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂全固态金属锂电池在RT下也表现出良好的循环性能。

2）研究人员通过密度泛函理论（DFT）计算，阐明了SLN在聚合物基体中的作用机理。

这项研究首次报道了全固态锂电池在RT下使用PVDF-HFP基固体电解质，为实现低成本和可扩展的固体电解质在RT上的实际应用提供了一种新的策略和迈出了重要的一步。

参考文献

Shuixin Xia, et al, Ultrathin Layered Double Hydroxide Nanosheets Enabling Composite Polymer Electrolyte for All-Solid-State Lithium Batteries at Room Temperature, Adv. Funct. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adfm.202101168

https://doi.org/10.1002/adfm.202101168