東華大學AM: 鋰金屬電池新進展

2021-02-25 能源技術情報



提高固態鋰金屬電池的長循環穩定性是一個重要的課題，因為鋰負極的反覆膨脹和收縮導致了令人頭疼的固-固界面接觸喪失。在此，東華大學Jianhua Yan、Bin Ding合作，通過構建能夠動態適應循環過程中界面變化的「磚塊-砂漿」電解質，可以實現高性能的固態電解質。

本文要點：

（1）通過將粘彈性(600%應變)和壓電嵌段共聚物電解質（砂漿）填充到混合導體Li0.33La0.56TiO3-x納米纖維膜（磚塊）中，製造具有高機械應變(250%)的電解質膜；

（2）在鍍鋰過程中，電解液可以使界面電場均勻化，產生壓電性，促進均勻的鋰沉積，而在可逆的鋰剝離過程中，砂漿可以粘附在鋰負極上，不會發生界面分離；

（3）電解質顯示出與電極優異的兼容性，實現在室溫下長時間的電化學循環。對稱的Li/Li電池可穩定運行1880小時而不形成枝晶，LiFePO4/Li全電池在550次循環中實現了高庫侖效率(> 99.5%)和容量保持率(> 85%)。更實際的是，軟包電池在潛在的實際應用中表現出極好的柔性和安全性。


參考文獻：

Shujie Liu, Yun Zhao, Xiaohan Li, Jianyong Yu, Jianhua Yan, and Bin Ding, Solid-State Lithium Metal Batteries with Extended Cycling Enabled by Dynamic Adaptive Solid-State Interfaces, Advanced Materials, 2021.

DOI: 10.1002/adma.202008084

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202008084

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