国产成人三级_国产精品一区二区三区视频网站_免费人成在线观看网站_久久亚洲精品国产亚洲老地址_日本韩国在线视频_色综合天天综合网中文字幕_免费在线观看羞羞视频

當(dāng)前位置: 電池聯(lián)盟網(wǎng) > 前沿 >

用于高容量長(zhǎng)循環(huán)壽命固態(tài)鋰金屬電池的彈性體聚合物電解質(zhì)

時(shí)間:2023-03-03 09:01來(lái)源:康橋電池能源 作者:CCL助手
點(diǎn)擊: 次


為了滿(mǎn)足人們對(duì)安全、高性能、高性?xún)r(jià)比電池材料和器件不斷增長(zhǎng)的需求，聚合物基固態(tài)鋰金屬電池( LMB )有望成為最實(shí)用、最可靠的選擇之一。

盡管目前聚合物電解質(zhì)體系得到了充足的開(kāi)發(fā)和研究，極少聚合物電解質(zhì)體系能夠滿(mǎn)足固態(tài)LMB的要求, 即獲得了可接受的離子電導(dǎo)率( σLi > 10-4 S cm-1 )，電化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械性能，以及與鋰金屬和正極材料良好的兼容性，開(kāi)發(fā)高性能的新型固體聚合物電解質(zhì)通常面臨著以犧牲機(jī)械強(qiáng)度為代價(jià)來(lái)提高離子傳導(dǎo)性能的困境。與此同時(shí)仍然缺乏匹配高性能LMBs電池的新型固態(tài)聚合物電解質(zhì)規(guī)模化加工的制備工藝。

【工作介紹】
 
近日，中山大學(xué)張鵬課題組等人利用一種可拓展的固態(tài)電解質(zhì)加工工藝成功批量制備了米級(jí)的彈性體橡膠固態(tài)電解質(zhì)薄膜MG30Li2，并結(jié)合界面潤(rùn)濕的電池加工組裝工藝，實(shí)現(xiàn)了室溫高容量長(zhǎng)循環(huán)的固態(tài)聚合物鋰金屬電池的開(kāi)發(fā)。
 
通過(guò)一系列多尺度互補(bǔ)的基于同步輻射光源的表征手段，包括同步輻射廣角、小角X射線散射，同步輻射顯微紅外技術(shù)，探究并解析了納米到微米尺度上離子團(tuán)簇網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和離子傳輸路徑的形成，闡明了加工工藝-電解質(zhì)結(jié)構(gòu)-電池性能三者之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。
 
其設(shè)計(jì)的彈性體聚合物電解質(zhì)薄膜具備4.6×10-4 S cm-1 的室溫離子電導(dǎo)率，高達(dá)5.08 V的氧化電位，以及超過(guò)1600h的鋰金屬對(duì)稱(chēng)電池循環(huán)。基于此，實(shí)現(xiàn)了室溫下容量122 mAh g-1 （1 C），充放電倍率達(dá)5C, 穩(wěn)定循環(huán)達(dá)2000圈鋰金屬電池（Li//LiFePO4）。該文章發(fā)表在國(guó)際知名期刊Small methods 上，博士研究生周澤坤為本文第一作者，劉真博士和張鵬副教授為本文通訊作者。
         
【內(nèi)容表述】
 
基于上述研究背景，橡膠或其余彈性體基聚合物電解質(zhì)的研究近年來(lái)脫穎而出，一方面橡膠的高彈性和可拉伸性為電池界面接觸和穩(wěn)定循環(huán)提供保障，另一方面，彈性體基質(zhì)具備分散納米顆粒和鹽等功能性填料的能力，具備顯著的可加工性能。考慮到橡膠彈性體固態(tài)電解質(zhì)在力學(xué)性能和功能性方面的綜合性能，同時(shí)可結(jié)合成熟可靠的高分子加工工藝最大限度地降低成本（(例如,混合、成型和壓延)）。
 
在這項(xiàng)工作中，作者選擇嵌段共聚物PMMA接枝聚異戊二烯(即MG30)作為彈性體基質(zhì)，MG30橡膠集成了固體聚合物電解質(zhì)的雙重功能，即在PMMA微域 (即功能單元)中溶解鋰鹽并形成導(dǎo)Li+通路，并通過(guò)PMMA和聚異戊二烯(PI)段之間的微相分離提供尺寸穩(wěn)定性。
 
鑒于前期工作中作者已經(jīng)驗(yàn)證了MG30基聚合物電解質(zhì)具備理想的機(jī)械穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性（ACS Appl. Mater. Interfaces 2022, 14, 29, 32994–33003）。本工作著眼于固態(tài)鋰金屬電池的實(shí)際應(yīng)用和關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，使多功能電解質(zhì)的制備在固態(tài)電池中具有成本效益和商業(yè)化前景，作者將固態(tài)無(wú)溶劑雙輥剪切共混技術(shù)與電池組裝的界面潤(rùn)濕工藝相結(jié)合，旨在促進(jìn)鋰離子在聚合物電解質(zhì)體和界面中的遷移，最大限度地減小電池組裝產(chǎn)生的界面電阻，如圖1所示，成功批量制備了米級(jí)長(zhǎng)度高性能彈性體聚合物電解質(zhì)應(yīng)用于固態(tài)鋰金屬電池中。
圖片
圖1 (a)無(wú)溶劑、米級(jí)、薄(~150 μm)全固態(tài)聚合物電解質(zhì)的制備工藝示意圖。(b)由LiTFSI的THF溶液潤(rùn)濕界面而改進(jìn)的電池單元界面兼容性示意圖。(c) MG30Li2T樣品的應(yīng)力-應(yīng)變曲線和拉伸測(cè)量過(guò)程中樣品的視圖照片。
         
分別采用電化學(xué)阻抗譜(EIS)、線性?huà)呙璺卜?LSV)和直流極化(DC)測(cè)量對(duì)電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率(σ)、電化學(xué)氧化電位和鋰離子遷移數(shù)(𝑡𝐿𝑖+)等電化學(xué)性能進(jìn)行了表征，與其余聚合物電解質(zhì)不同，MG30Li2T兼顧了良好的力學(xué)穩(wěn)定性（圖1c）和優(yōu)異的電化學(xué)性能（圖二），MG30Li2T的室溫σ為4.6×10-4 S cm-1，電化學(xué)氧化電位值高達(dá)5.08 V，鋰離子遷移數(shù)𝑡𝐿𝑖+為0.45。
 
此外，對(duì)Li||MG30Li2T||Li電池在0.1 mA cm-2電流密度下進(jìn)行恒流循環(huán)，如圖2e所示，電池可以在室溫(RT)下以0.1 mAh cm−2的容量循環(huán)超過(guò)1600小時(shí)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)由鋰枝晶生長(zhǎng)引起的短路或顯著的過(guò)電位增加。穩(wěn)定的循環(huán)性能結(jié)果證實(shí)了MG30Li2T與Li陽(yáng)極的良好相容性和穩(wěn)定SEI的形成。接下來(lái)作者通過(guò)一組互補(bǔ)的結(jié)構(gòu)表征手段，如基于同步輻射光源的小角、廣角x射線散射以及顯微紅外，來(lái)探索MG30Li2T電解質(zhì)良好電化學(xué)性能背后的基礎(chǔ)。
 
圖片
圖2 MG30Li2T電解質(zhì)的電化學(xué)表征。
 
(a)對(duì)稱(chēng)SS||MG30Li2T||SS單元中MG30Li2T的離子電導(dǎo)率-溫度的曲線。(b)不對(duì)稱(chēng)SS||MG30Li2T||Li電池中MG30Li2T在27 ℃掃描速率為1 mV s-1的線性?huà)呙璺睬�。(c) MG30Li2T的離子電導(dǎo)率和氧化電壓與以往報(bào)道中其他聚合物基固態(tài)電解質(zhì)的比較。(d) 27 ℃時(shí)Li||MG30Li2T||Li電池的極化譜圖;插圖為極化前后電池的阻抗譜。(e) Li||MG30Li2T||Li電池在0.1 mA cm-2和RT下的循環(huán)過(guò)程中電壓分布;插圖分別為0 ~ 8 h、800 ~ 808 h和1592 ~ 1600 h的局部電壓曲線，每個(gè)周期為2 h。
         
圖3a是FTIR透射模式下MG30Li2T膜中掃描區(qū)域的光學(xué)顯微鏡圖像。1721 cm-1和1357 cm-1峰的透射FTIR 強(qiáng)度map圖結(jié)果分別如圖3b和3c所示。地圖上紅色區(qū)域表示相應(yīng)化學(xué)峰位的富集，反之，藍(lán)色區(qū)域表示相應(yīng)化學(xué)峰位的缺失分布。圖3b表明，PMMA形成了彎曲和連續(xù)的微域，如虛線箭頭所示。
 
相比之下，位于1357 cm-1的ʋas (SO2)LiTFSI特征峰位也形成了連續(xù)的微域，它們的空間分布區(qū)域幾乎重疊。考慮到LiTFSI由于良好的相容性會(huì)在PMMA微域富集，作者推斷LiTFSI在MG30Li2T樣品中形成了微米級(jí)大尺寸連續(xù)的離子導(dǎo)電路徑。
 
與此同時(shí)，通過(guò)SAXS，GIWAXS的表征和以及Pair-distribution的函數(shù)分析，作者從MG30Li2T的SAXS曲線中提取出了主要尺寸分布在3.05 nm左右的非晶態(tài)LiTFSI團(tuán)簇結(jié)構(gòu)信息。
 
結(jié)合兩種互補(bǔ)尺度的分析，作者推斷由于極性相互作用，LiTFSI與PMMA微疇選擇性聚集，形成連續(xù)的離子團(tuán)簇網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步增強(qiáng)了與PI微疇的微相分離，在MG30Li2T中形成了離子導(dǎo)電路徑，如圖3d所示。文中指出連續(xù)離子團(tuán)簇導(dǎo)電路徑的構(gòu)建實(shí)現(xiàn)了電解質(zhì)薄膜高室溫離子電導(dǎo)率和對(duì)稱(chēng)電池中離子的良性循環(huán)，從而保持實(shí)現(xiàn)鋰的均勻沉積與電池的長(zhǎng)循環(huán)。
圖片
圖3 (a) MG30Li2T膜中掃描區(qū)域的FTIR光學(xué)顯微鏡圖像。(b) 1721 cm-1峰(PMMA)強(qiáng)度分布的FTIR圖。(c) 1357 cm-1峰(LiTFSI)強(qiáng)度分布的FTIR圖。圖b和c中，虛線箭頭用于標(biāo)示微米尺度上存在長(zhǎng)程連續(xù)的微相結(jié)構(gòu)。(d)MG30Li2T電解質(zhì)中離子導(dǎo)電路徑的示意圖，由LiTFSI和PMMA的非晶態(tài)簇組成。
         
作者隨后研究了MG30Li2T在固態(tài)LMBs中的應(yīng)用。在27℃下，圖4a顯示，組裝的Li||MG30Li2T||LFP扣式電池具有較長(zhǎng)的循環(huán)壽命，在0.5 C和1 C下，1000次循環(huán)后容量保留率分別為75%和80%，在1 C下2000次循環(huán)后仍能保持50%的容量和99.8%的庫(kù)侖效率。
 
與此同時(shí)，圖5b和5c顯示，電池在不同倍率下0.1、0.5、1、2、3和5 C，其容量為161.5、140、122、102、88和65.5 mAh g-1的高放電容量，當(dāng)C速率從5 C降低到1 C，循環(huán)100次時(shí)，電池的能量密度和容量都表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性, 證明了Li|| MG30Li2T ||LFP電池具有良好的倍率性能，對(duì)比同類(lèi)型LFP固態(tài)電池，基于MG30Li2T電解質(zhì)的LMB展示了室溫下優(yōu)異的電化學(xué)性能。
 
此外，作者制備了Li|| MG30Li2T ||LFP單個(gè)單元的軟包電池(尺寸:30×50 mm2)，該電池的容量為2.15 mAh，體積能量密度為13.11 mWh cm-3，與商用微型電池相當(dāng)，可以用來(lái)點(diǎn)亮標(biāo)稱(chēng)功率和電壓分別為3w和3v的LED燈(圖4h)，彰顯了實(shí)際應(yīng)用的潛力。
圖片
圖4 (a) Li||MG30Li2T||LFP硬幣電池在27℃、2 ~ 4 V電壓范圍內(nèi)的循環(huán)性能隨循環(huán)次數(shù)的變化。(b)在27℃時(shí)，扣式硬幣電池在0.1和5 C倍率之間的充放電曲線。(c) Li||MG30Li2T||LFP扣式電池在27℃時(shí)的倍率性能。(d) Li||MG30Li2T||LFP扣式電池在27℃下與之前報(bào)道的固態(tài)LFP電池在高溫或高溫下的容量和倍率對(duì)比圖。(e)循環(huán)前后電池的電化學(xué)阻抗圖。(f) 27℃條件下不同電流密度下軟包電池充放電曲線。(g)軟包電池開(kāi)路電壓的圖片。(h) Li||MG30Li2T||LFP軟包電池點(diǎn)亮3 V LED燈實(shí)物圖。
         
作者設(shè)計(jì)并成功制備了一類(lèi)高濃度鋰鹽的彈性電解質(zhì)，成功地將橡膠基質(zhì)的力學(xué)優(yōu)勢(shì)與功能性結(jié)合起來(lái)。
 
此外，作者開(kāi)發(fā)了基于聚合物雙輥共混工藝和界面潤(rùn)濕相結(jié)合的電解質(zhì)-電池批量制備工藝，可批量制備米級(jí)長(zhǎng)度的彈性電解質(zhì)。彈性電解質(zhì)具有良好的力學(xué)性能、較高的離子電導(dǎo)率、較好的電化學(xué)性能和較低的界面電阻。此外，彈性電解質(zhì)使Li|| MG30Li2T ||LFP電池具有更好的性能，包括高容量性能(0.1 C @ RT下161.5 mAh g-1)，長(zhǎng)循環(huán)壽命(2000次循環(huán)后仍保持50%的容量和99.8%的庫(kù)侖效率)和良好倍率兼容性高達(dá)5 C。
 
基于互補(bǔ)尺度的同步輻射光源光譜的測(cè)量技術(shù)以及深入的結(jié)構(gòu)分析將這些獨(dú)特的薄膜特征歸功于彈性電解質(zhì)中連續(xù)離子導(dǎo)電路徑的建立。這些發(fā)現(xiàn)有望幫助設(shè)計(jì)適合下一代儲(chǔ)能系統(tǒng)的固態(tài)聚合物電解質(zhì)。
 
(責(zé)任編輯：子蕊)
作者：CCL助手 ，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明出處：http://www.www.astra-soft.com/qianyan//2023030341430.html
看完這篇還不夠？如果你也也是同行業(yè)需要發(fā)布您的新聞報(bào)道，請(qǐng) 戳這里 告訴我們！
免責(zé)聲明：本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)，與中國(guó)電池聯(lián)盟無(wú)關(guān)。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本網(wǎng)證實(shí)，對(duì)本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實(shí)性、完整性、及時(shí)性本站不作任何保證或承諾，請(qǐng)讀者僅作參考，并請(qǐng)自行核實(shí)相關(guān)內(nèi)容。
凡本網(wǎng)注明 “來(lái)源：XXX（非中國(guó)電池聯(lián)盟）”的作品，均轉(zhuǎn)載自其它媒體，轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)。
如因作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問(wèn)題需要同本網(wǎng)聯(lián)系的，請(qǐng)?jiān)谝恢軆?nèi)進(jìn)行，以便我們及時(shí)處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@www.astra-soft.com
猜你喜歡
專(zhuān)題
相關(guān)新聞
本月熱點(diǎn)
歡迎投稿
聯(lián)系人：王女士
Email：cbcu#www.astra-soft.com
發(fā)送郵件時(shí)用@替換#
電話(huà)：010-56284224
在線投稿
企業(yè)微信號(hào)
微信公眾號(hào)
国产成人三级_国产精品一区二区三区视频网站_免费人成在线观看网站_久久亚洲精品国产亚洲老地址_日本韩国在线视频_色综合天天综合网中文字幕_免费在线观看羞羞视频
www.在线成人| 久久久欧美精品sm网站 | 国产酒店精品激情| 一区二区三区四区不卡在线| 日韩一区二区三区精品视频 | 日本韩国欧美一区二区三区| 国产成人免费视频精品含羞草妖精| 麻豆国产欧美一区二区三区| 五月天中文字幕一区二区| 国产精品二三区| 中文乱码免费一区二区| 日本一区二区不卡视频| 欧美国产一区二区| 欧美高清在线视频| 欧美国产精品一区二区三区| 国产精品三级视频| 亚洲人妖av一区二区| 欧美国产日韩a欧美在线观看 | 久久成人免费日本黄色| 国产老女人精品毛片久久| 国产在线国偷精品产拍免费yy| 免费国产亚洲视频| 麻豆精品视频在线观看免费| 黑人巨大精品欧美黑白配亚洲| 裸体一区二区三区| 国产精品18久久久久久vr| 成av人片一区二区| 一本久久a久久免费精品不卡| 欧美日韩在线观看一区二区| 欧美一区二区三区在线看| 久久新电视剧免费观看| 国产精品青草久久| 一片黄亚洲嫩模| 青青草精品视频| 国产乱码一区二区三区| av资源网一区| 日韩亚洲欧美成人一区| 91免费国产在线观看| 亚洲一区二区三区美女| 亚洲综合一二三区| 亚洲bdsm女犯bdsm网站| 久久精品国产一区二区| 成人午夜在线播放| 欧美高清视频一二三区| 久久午夜免费电影| 一区二区三区四区激情| 九色|91porny| 色吧成人激情小说| 日韩一区二区影院| 中文字幕一区二区三区在线不卡 | 亚洲国产成人va在线观看天堂 | 国产中文字幕精品| 成人动漫一区二区三区| 欧美日韩国产大片| 国产精品动漫网站| 午夜精品福利久久久| proumb性欧美在线观看| 精品国产污网站| 丝袜美腿亚洲一区二区图片| 91亚洲大成网污www| 国产欧美一区二区精品性色超碰 | www国产成人免费观看视频 深夜成人网| 国产精品丝袜91| 精品影院一区二区久久久| 欧美午夜免费电影| 亚洲桃色在线一区| 成人h动漫精品一区二| 精品成人一区二区三区四区| 午夜影院在线观看欧美| 在线视频综合导航| 最新久久zyz资源站| 波多野结衣在线一区| 精品久久五月天| 免费成人结看片| 在线播放视频一区| 天天综合天天做天天综合| 欧美影院一区二区三区| 亚洲黄网站在线观看| 97精品视频在线观看自产线路二| 精品三级在线看| 蜜桃av一区二区在线观看| 在线免费观看一区| 亚洲精品成人少妇| 91在线码无精品| 国产精品丝袜黑色高跟| jlzzjlzz欧美大全| 国产欧美日韩精品在线| 国产一区不卡在线| 精品国产免费久久| 国内精品久久久久影院色| 欧美xxxxx裸体时装秀| 国产在线播放一区三区四| 日韩视频国产视频| 日韩中文字幕区一区有砖一区| 欧美日本韩国一区二区三区视频| 亚洲高清久久久| 91精品国产综合久久久蜜臀图片| 亚洲制服丝袜一区| 欧美亚洲综合另类| 午夜精品福利视频网站| 日韩午夜精品视频| 国产成人高清视频| 亚洲精品乱码久久久久久| 欧美午夜视频网站| 久久丁香综合五月国产三级网站| 欧美大黄免费观看| 国产精品1024| 悠悠色在线精品| 日韩一区二区三区四区五区六区 | 国产不卡视频在线观看| 国产精品伦一区| 国产成人99久久亚洲综合精品| 国产精品美日韩| 波多野结衣中文字幕一区| 亚洲蜜臀av乱码久久精品 | 色国产综合视频| 亚瑟在线精品视频| 日韩精品一区国产麻豆| 成人av网站在线| 亚洲精品视频一区二区| 日韩欧美中文一区| 99久久婷婷国产| 蜜桃视频一区二区三区| 中文字幕亚洲区| 91精品久久久久久久久99蜜臂| 成人激情午夜影院| 免费成人小视频| 夜夜亚洲天天久久| 久久精品视频一区二区| 欧美午夜精品久久久久久孕妇| 国产精品一区一区三区| 午夜天堂影视香蕉久久| 中文字幕不卡的av| 日韩精品一区二区三区中文精品| 色老头久久综合| 成人精品国产福利| 九一久久久久久| 亚洲18色成人| 一区二区高清在线| 中文字幕在线不卡国产视频| 久久午夜电影网| 精品卡一卡二卡三卡四在线| 在线不卡中文字幕| 欧美亚洲国产一区二区三区| 粉嫩嫩av羞羞动漫久久久| 日韩电影在线观看网站| 亚洲电影一区二区三区| 伊人开心综合网| ...av二区三区久久精品| 国产精品麻豆久久久| 国产日韩欧美精品电影三级在线 | 亚洲美女在线国产| 国产精品国产三级国产a| 2021久久国产精品不只是精品| 91精品国产一区二区人妖| 色狠狠色狠狠综合| 色婷婷激情综合| 99久久精品一区二区| 不卡一卡二卡三乱码免费网站| 国产麻豆精品theporn| 久久99久久99| 国产成人在线看| 国产精品一线二线三线精华| 国产精品1区2区| 国产成人av一区二区| 风间由美一区二区av101 | 国产精品久线观看视频| 欧美韩国一区二区| 亚洲国产高清aⅴ视频| 国产欧美精品国产国产专区 | 国产成人在线免费观看| 国产乱子轮精品视频| 国产精品资源在线看| 国产乱码精品一区二区三区av| 懂色av中文一区二区三区| gogo大胆日本视频一区| 日本久久精品电影| 欧美人伦禁忌dvd放荡欲情| 欧美日韩三级视频| 欧美一区二区三区免费观看视频| 欧美一区二区久久| 国产亚洲欧美日韩日本| 国产精品国产自产拍在线| 亚洲丝袜美腿综合| 视频一区二区不卡| 国产成人精品影视| 91麻豆精品在线观看| 欧美日本在线观看| 欧美精品一区二区三区视频 | 国产一区在线视频| 成人高清免费在线播放| 欧美少妇bbb| 久久久久久久久岛国免费| 中文字幕一区二区三区视频| 亚洲一区二区三区小说| 韩国一区二区三区| 91免费在线视频观看| 日韩欧美一区二区免费| 成人免费一区二区三区在线观看| 性感美女久久精品|