具有锂金属负极和富镍LiNixMnyCozO2(x+y+z = 1,NMC)正极的可充电电池成为具有高能量密度储能技术的解决方案。然而,目前商业碳酸盐基电解质(CBEs)会恶化锂金属和NMC的界面反应,从而导致锂枝晶形成和NMC降解。此外,CBEs具有热稳定性和易燃性,具有严重的安全隐患。
近日,香港科技大学Francesco Ciucci报道了采用轻质聚四氟乙烯支架、聚偏氟乙烯-共六氟丙烯聚合物基体、双盐和己二腈/氟乙烯碳酸酯功能增塑剂,制备了一种超薄、不可燃的双盐聚合物电解质(DSPE)。
文章要点
1)DSPE的厚度为20 µm,室温离子电导率为0.45 ms cm−1,电化学窗口较大(4.91 V vs Li/Li+)。得益于双盐与功能增塑剂的协同作用,可以在负极和正极上形成一种稳定的界面层。此外,深入的实验和理论分析也表明,DSPE与负极/正极之间形成了稳定的界面。
2)实验结果表明,DSPE可以有效地防止Li/DSPE/Li对称电池在1200 h后短路,有效地抑制了Li枝晶生长。此外,Li/DSPE/NMC电池在2 C下具有出色的循环稳定性,1000次循环中保持了112 mAh g−1的高容量。
参考文献
Xidong Lin, et al, Ultrathin and Non-Flammable Dual-Salt Polymer Electrolyte for High-Energy-Density Lithium-Metal Battery, Adv. Funct. Mater. 2021
DOI: 10.1002/adfm.202010261
https://doi.org/10.1002/adfm.202010261