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研究人員開發(fā)新混合電解質(zhì) 用于鋰離子電池

來源:蓋世汽車 作者:Elisha 日期:2022年09月15日 字體大?。骸?a href="javascript:void(0)" onclick="doZoomFont(1)">大

  鋰離子電池廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)和電動汽車。在鋰離子電池中,鋰離子通過電解質(zhì)在正極和負(fù)極之間來回移動,從而實現(xiàn)反復(fù)充放電。

  通常情況下,有機(jī)電解質(zhì)具有耐電壓性和離子導(dǎo)電性,如液態(tài)碳酸亞乙酯(EC)及其凝膠,可用作鋰離子電解質(zhì)。然而,由于液體和凝膠易燃,采用更安全的聚合物固體電解質(zhì),可能效果更好。以前已有研究人員提出,將聚乙二醇(PEG)等聚合物固體電解質(zhì)作為耐沖擊的鋰離子電解質(zhì)。但是,PEG基聚合物電解質(zhì)在接近室溫時會結(jié)晶,導(dǎo)致鋰離子電導(dǎo)率大幅下降至10-6 S/cm左右。

  據(jù)外媒報道,為了解決這一問題,研究團(tuán)隊發(fā)明了一種新型聚合物固體電解質(zhì),將具有若干微米孔的多孔聚合物膜與光交聯(lián)聚乙二醇PEG基聚合物電解質(zhì)相結(jié)合。該聚合物固體電解質(zhì)具有較寬的電位窗(4.7 V)、高鋰離子電導(dǎo)率(10-4 S/cm級別,可與液體電解質(zhì)相媲美,足以用于實際用途)和較高的鋰離子遷移數(shù)(0.39)。

  鋰離子在電解液中遷移時會自然擴(kuò)散,向不同的方向移動。在兩個電極之間,其移動距離在幾微米到10微米之間,而且并不總是線性移動,這是離子電導(dǎo)率下降的原因之一。在本項研究中,研究人員將光交聯(lián)聚乙二醇基固體聚合物電解質(zhì)與微米級多孔膜復(fù)合,從而改善其性能。

  這種聚合物固體電解質(zhì)不僅表現(xiàn)出高性能,而且因為包覆了多孔膜,預(yù)計可有效阻止鋰枝晶形成。這將有助于實現(xiàn)安全、高性能的鋰電池,推動可持續(xù)能源供應(yīng)。

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