儲能材料丨河北科技大學等製備出2~4納米厚的電解質界面膜

2020-12-04 全國能源信息平臺

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河北科技大學材料科學與工程學院教授王波團隊與北京航空航天大學空間與環境學院教授王偉團隊等合作，成功製備一種可生成穩定電解質界面膜的柔性無定型碳纖維，將電解質界面膜的厚度控制在了2~4納米範圍內。相關研究成果近日在線發表於《納米能源》。

近年來，碳負極材料因價格低廉且電子電導率高等優點，成為了鉀離子電池領域的研究熱點。但是過多固體電解質界面膜的形成消耗了大量的電解液並導致較高的不可逆容量，這是碳材料科學研究面臨的重要挑戰之一。

研究團隊通過原材料選擇以及工藝調控，製備出了一種表面具有二氧化矽和氧化鎂納米粒子的磷—硫元素共摻雜柔性碳纖維薄膜。由於二氧化矽和氧化鎂納米顆粒的均勻分布，形成了厚度為2~4納米的固體電解質界面膜。這種固體電解質界面膜不僅可以保護電解質免於連續分解，而且還可以防止電子滲透，並同時實現鉀離子順暢的嵌入/脫出。另外，磷—硫元素共摻雜可以增強鉀離子的吸附能力，同時提高電導率。

該項研究不僅確認了均勻穩定電解質界面膜的形成機理，同時為開發高倍率儲能和低成本的柔性電極提供了新思路。

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