提高聚合物基固态电池轮回和应用温度

 
 
提高聚合物基固态电池轮回和应用温度  
 

中国科学院金属研究所沈阳质料科学国度研究中心新型电化学质料与器件团队在聚环氧乙烷基高机能电解质和固态电池偏向取得希望，提高全固态聚合物锂电池轮回利用次数和不变性，并实此刻室温和低温下（0°C）的优异电化学机能，相关研究成就日前颁发在《纳米能源》和《先进成果质料》上。

连年来，锂电池作为储能器件在手机、条记本电脑及电动汽车等规模的应用十分遍及。可是传统的锂离子电池越来越靠近其能量密度的极限，利用易燃有机电解液也使其安详性受到严峻的检验。因而，亟需开拓下一代兼具高能量密度和高安详性的电化学储能器件。固态电池是回收固态电解质取代液态电解质的新型电化学储能器件，其具有安详机能高和能量密度高的特点。

今朝，金属所研究人员已经开拓了聚合物固态电解质、无机固态电解质及复合型固态电解质等多种研究体系。个中，聚环氧乙烷（PEO）因其轻质、易成膜以及与电极间精采的界面打仗等特点，被遍及应用于固态电解质的研究。

针对聚环氧乙烷基固态电解质中锂离子电导率和迁移数较低的问题，研究人员操作多硫化锂的穿梭效应，通过原位电化学还原聚（乙二醇）甲基丙烯酸酯（PEGMA）与硫的共聚物，制备了-S4Li接枝的聚环氧乙烷固态电解质，从而实现快速的锂离子传输，并有效改进界面不变性，使得全固态聚合物锂电池在50°C下，表示出高达1200圈的超高轮回不变性。

针对聚环氧乙烷基固态电池需要在较高温度（50-70°C）下利用，而在室温及低温下难以事情的问题，研究人员从锂离子传输的微观标准出发，以有机小分子丁二腈（SN）替代通例的无机填料，通过调控丁二腈和环氧乙烷（EO）的摩尔比，在有效抑制聚环氧乙烷结晶并弱化环氧乙烷与锂离子结协力的基本上，实现了离子传输标准上均质且快速的离子通路的形成。

研究人员还发明，当丁二腈和环氧乙烷的摩尔比调控为1:4时，固态电解质的离子电导率晋升了2个数量级，固态电池在室温和低温下（0°C）下也表示出优异的电化学机能。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1002/adfm.202007172

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2020.104976

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