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聚合物基固态电池循环和应用温度范围大幅提升

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  • 发布时间:2020-10-20 17:03
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【概要描述】从中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心获悉,该中心先进炭材料研究部新型电化学材料与器件团队在聚环氧乙烷基高性能电解质和固态电池方向取得新进展,全固态聚合物锂电池循环使用次数和稳定性得到提高,在室温和低温下(0°C)实现了优异的电化学性能。研究成果近日在《纳米能源》和《先进功能材料》上发表。

聚合物基固态电池循环和应用温度范围大幅提升

【概要描述】从中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心获悉,该中心先进炭材料研究部新型电化学材料与器件团队在聚环氧乙烷基高性能电解质和固态电池方向取得新进展,全固态聚合物锂电池循环使用次数和稳定性得到提高,在室温和低温下(0°C)实现了优异的电化学性能。研究成果近日在《纳米能源》和《先进功能材料》上发表。

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记者从中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心获悉,该中心先进炭材料研究部新型电化学材料与器件团队在聚环氧乙烷基高性能电解质和固态电池方向取得进展,全固态聚合物锂电池循环使用次数和稳定性得到提高在室温和低温下(0°C实现了优异电化学性能。研究成果近日在《纳米能源》和《先进功能材料》上发表。

锂电池作为储能器件在手机、笔记本电脑及电动汽车等领域的应用十分广泛,但传统的锂离子电池越来越接近其能量密度的极限,使用易燃有机电解液也使其安全性受到严峻的考验亟须开发下一代兼具高能量密度和高安全性的电化学储能器件。

据介绍,固态电池采用固态电解质代替液态电解质的新型电化学储能器件,具有安全性能高和能量密度高的特点目前已开发聚合物固态电解质、无机固态电解质及复合型固态电解质等多种研究体系。其中,聚环氧乙烷以其轻质易成膜以及与电极间良好的界面接触等特点,被广泛应用于固态电解质的研究。

中科院金属研究所研究人员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,利用多硫化锂的穿梭效应,通过原位电化学还原聚甲基丙烯酸酯与硫的共聚物,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,并有效改善界面稳定性,使得全固态聚合物锂电池在50°C下表现出高达1200圈的超高循环稳定性。

针对聚环氧乙烷基固态电池需要在较高温度(50-70°C)下使用,而在室温及低温下又难以工作的问题,研究人员从锂离子传输的微观尺度出发,以有机小分子丁二腈替代常规的无机填料,通过调控丁二腈环氧乙烷的摩尔比,使固态电解质的离子电导率提升了2个数量级固态电池在室温和低温下(0°C表现出优异的电化学性能

来源:科技日报

 

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