固态聚合物电解质(SPE)需要高离子电导率和与电极的紧密接触,以实现高性能锂金属固态电池。然而,离子迁移性能差、抗氧化能力低、锂枝晶形成等巨大挑战仍未得到解决,这些问题严重制约了其实际应用。在此,电子科技大学熊杰、张亚刚、陈伟、Chen Dongjiang通过原位聚合含有聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)和1,2-二甲氧基乙烷(DME)的前体,合理设计了一种具有分子拥挤特征的新型固态聚合物电解质。
本文要点:
1) 作者制备的SPE将电化学窗口扩展到4.7 V,室温下锂离子转移数高达0.55,离子电导率高达3.6 mS cm-1。因此,锂对称电池在0.5mA cm-2的电流密度下实现了超过3000小时的稳定循环,并且没有锂枝晶。
2) 这种设计实现了固态聚合物电解质与多孔阴极和锂阳极的紧密接触,使组装的固态软包电池在室温下具有优异的循环稳定性,可保持340多次稳定循环。它对大规模电池生产的广泛实用技术具有良好的适应性,为固态聚合物锂金属电池的未来发展提供了重要解决方案。
Mingjie Zhou et.al Molecular Crowding Solid Polymer Electrolytes for Lithium Metal Battery by In Situ Polymerization Adv. Energy Mater. 2024
DOI: 10.1002/aenm.202403082
https://doi.org/10.1002/aenm.202403082