Angew:用于高性能锂金属电池的增强锂盐解离的共晶聚合物电解质

Nanoyu

2023-09-15

在具有聚合物电解质的固态电池中部署锂金属阳极已被认为是实现高能量密度技术的一种有前途的方法。然而，聚合物电解质的实际应用目前受到离子电导率低、电化学窗口不足和界面稳定性差等各种挑战的限制。

为了解决这些问题，华南理工大学Jun Liu开发了一种由丁二腈（SN）和聚（乙二醇）甲基醚丙烯酸酯（PEGMEA）组成的新型共晶聚合物电解质。

文章要点

1）研究结果表明，SN和PEGMEA之间的相互作用促进了二氟草酸硼酸锂（LiDFOB）盐的解离并增加了游离Li⁺的浓度。

2）精心设计的共晶基PAN1.2-SPE（PEGMEA：SN=1：1.2质量比）在30°C下表现出1.30mScm-1的高离子电导率以及与Li阳极优异的界面稳定性。

3）基于PAN1.2-SPE的Li/Li对称电池可在0.3和0.5mAcm-2下实现长期电镀/剥离，Li/LiFePO₄电池实现卓越的长期循环稳定性（1500次循环后容量保持率为80.3%）。此外，采用PAN1.2-SPE的Li/LiFePO₄和Li/LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂软包电池表现出优异的循环和安全特性。

该研究为设计高性能聚合物电解质提供了一条新途径，促进了高稳定性锂金属电池的实际应用。

参考文献

Dechao Zhang, et al, Eutectic-Based Polymer Electrolyte with the Enhanced Lithium Salt Dissociation for High-Performance Lithium Metal Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202310006

DOI: 10.1002/anie.202310006

https://doi.org/10.1002/anie.202310006