Li_(1.5)Al_(0.5)Ge_(1.5)(PO_4)_3基固体复合电解质的制备及锂离子导电行为 被引量：5

1

作者 余涛 韩喻 +3 位作者 王珲 熊仕昭 谢凯 郭青鹏 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期306-315,共10页

将聚氧化乙烯(PEO)和二(三氟甲基磺酰)亚胺锂(Li TFSI)混合(固定EO/Li摩尔比为13)后,采用溶液浇注法制备了一系列不同Li_(1.5)Al_(0.5)Ge_(1.5)(PO_4)_3(LAGP)与PEO质量比的LAGP-PEO(Li TFSI)固体复合电解质体系.结合电化学阻抗法、表... 将聚氧化乙烯(PEO)和二(三氟甲基磺酰)亚胺锂(Li TFSI)混合(固定EO/Li摩尔比为13)后,采用溶液浇注法制备了一系列不同Li_(1.5)Al_(0.5)Ge_(1.5)(PO_4)_3(LAGP)与PEO质量比的LAGP-PEO(Li TFSI)固体复合电解质体系.结合电化学阻抗法、表面形貌表征以及与惰性陶瓷填料(SiO_2,Al_2O_3)性能的对比分析,探讨了LAGP在固体复合电解质中的作用机理以及锂离子的导电行为.结果表明,在以LAGP为主相的固体复合电解质中,PEO主要处于无定形态,整个体系主要为PEO与Li TFSI的络合相、LAGP与PEO(Li TFSI)相互作用形成的过渡相和LAGP晶相.其中LAGP作为主要的导电基体不仅起到降低PEO结晶度、改善两相导电界面的作用;同时自身也可以作为离子传输的通道,降低锂离子迁移的活化能,从而使离子电导率得到提高.当LAGP与PEO的质量比为6∶4时,固体复合电解质的成膜性能最好,离子电导率最高,在30℃时为2.57×10^(-5)S/cm,接近LAGP的水平,电化学稳定窗口超过5 V. 展开更多

关键词 固体复合电解质 Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3 聚氧化乙烯 离子电导率

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PEO基Li_(1.5)Al_(0.5)Ge_(1.5)(PO_4)_3固体复合电解质的制备 被引量：2

2

作者 余涛 谢凯 +1 位作者 韩喻 王珲 《储能科学与技术》 CAS 2015年第3期273-277,共5页

以聚环氧乙烷(PEO)为黏结剂,离子导电性的Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3(LAGP)为主相,乙腈为溶剂,按照EO/Li,摩尔比为13,变化Li N(CF3SO2)2(Li TFSI)中Li+与LAGP中Li+的比例,通过溶液浇注法制备得到LAGP-PEO(Li TFSI)固体复合电解质。用X射线... 以聚环氧乙烷(PEO)为黏结剂,离子导电性的Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3(LAGP)为主相,乙腈为溶剂,按照EO/Li,摩尔比为13,变化Li N(CF3SO2)2(Li TFSI)中Li+与LAGP中Li+的比例,通过溶液浇注法制备得到LAGP-PEO(Li TFSI)固体复合电解质。用X射线衍射、扫描电镜(SEM)和电化学阻抗(EIS)等方法对固体复合电解质的形貌、结构和电导率进行表征。结果表明,LAGP可与PEO(Li TFSI)部分络合并均匀分散于PEO(LITFSI)内,整个体系内存有三个主体相,即PEO(Li TFSI)的复合相、LAGP晶相以及PEO与两种锂盐的过渡相。通过阻抗谱图发现,当质量比w(LAGP)∶w(PEO)=6∶4时,LAGP-PEO(Li TFSI)固体复合电解质具有最高的室温电导率,为2.68×10?5 S/cm,在333 K时,达到1.86×10?4 S/cm,接近LAGP的电导率水平。这说明固体复合电解质中加入LAGP即降低了PEO的结晶度,LAGP自身的电导率也有一定贡献。 展开更多

关键词 固体复合电解质 PEO LAGP 电导率

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Na_(3.3)La_(0.3)Zr_(1.7)Si_(2)PO_(12)纳米纤维基复合固体电解质研究

3

作者 张昌隆 王中跃 《电源技术》 北大核心 2025年第1期184-191,共8页

利用静电纺丝法制备了一种Na_(3.3)La_(0.3)Zr_(1.7)Si_(2)PO_(12)(NLZSP)纳米纤维,研究了前驱体溶液中聚合物含量和热处理温度对其微观形貌、结构和电化学性能的影响。在前驱体溶液中PVP含量为6%,800℃热处理4 h制备的NLZSP纳米纤维的... 利用静电纺丝法制备了一种Na_(3.3)La_(0.3)Zr_(1.7)Si_(2)PO_(12)(NLZSP)纳米纤维,研究了前驱体溶液中聚合物含量和热处理温度对其微观形貌、结构和电化学性能的影响。在前驱体溶液中PVP含量为6%,800℃热处理4 h制备的NLZSP纳米纤维的纯度和结晶度高,纤维尺寸均匀且表面光滑。基于NLZSP纳米纤维制备的PEO(NaClO_(4))复合聚合物电解质(CPE)的室温离子电导率达3.3×10^(−4)S/cm,而PVDF-HFP(NaClO_(4))基CPE的室温离子电导率也达到了3.24×10^(−4)S/cm,活化能仅有0.24 eV,电化学稳定窗口可达5 V以上,显示出优异的电化学性能和稳定性。基于PVDF-HFP-NaClO_(4)-NLZSP纳米纤维的CPE、Na_(4)MnCr(PO_(4))3@C正极的固态钠金属电池在0.1 C时的首次放电比容量可达106.2 mAh/g,经倍率循环后容量保持率为94.8%;其在2 C下循环100次后的容量保持率也高达85.4%,显示出良好的循环稳定性。 展开更多

关键词 Na_(3.3)La_(0.3)Zr_(1.7)Si_(2)PO_(12) 纳米纤维 复合固体电解质 钠离子电池

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纳米复合型固体聚合物电解质材料的研究进展 被引量：6

4

作者 梅花 王冉 +1 位作者 任文坛 张勇 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期25-27,共3页

综述了纳米复合型聚合物电解质材料研究工作的基本情况。着重介绍了以聚氧化乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯和聚磷腈等为聚合物基体的纳米复合型固体聚合物电解质材料的研究进展,并对其研究前景做了展望。

关键词 纳米复合型固体聚合物电解质 离子电导率 纳米填料 聚合物基体

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锂盐对LAGP-PEO复合固体电解质及全固态LFP锂离子电池性能的影响 被引量：2

5

作者 余涛 韩喻 +2 位作者 郭青鹏 王珲 谢凯 《储能科学与技术》 CAS 2016年第5期735-744,共10页

将Li_(1.5)Al_(0.5)Ge_(1.5)(PO_4)_3(LAGP)与少量PEO(LiX)复合,采用溶液浇注法制备了以LAGP为主相的固体复合电解质,研究了LiClO_4、LiTFSI、LiBOB 3种锂盐对固体复合电解质离子电导率、电化学稳定窗口、与锂负极界面的化学稳定性和电... 将Li_(1.5)Al_(0.5)Ge_(1.5)(PO_4)_3(LAGP)与少量PEO(LiX)复合,采用溶液浇注法制备了以LAGP为主相的固体复合电解质,研究了LiClO_4、LiTFSI、LiBOB 3种锂盐对固体复合电解质离子电导率、电化学稳定窗口、与锂负极界面的化学稳定性和电化学稳定性的影响以及锂盐种类对LFP固态电池循环及倍率性能的影响。研究结果表明,采用LiClO_4、LiTFSI、LiBOB_3种锂盐制备的固体复合电解质分解电压均超过5 V,具有较好的电化学稳定性。LAGP-PEO(LiTSFI)固体复合电解质的离子电导率以及室温对锂界面的稳定性相对更高。LAGP-PEO(LiBOB)与锂的界面在60℃时相对更稳定。与之对应,采用LAGP-PEO(LiTSFI)和LAGP-PEO(LiBOB)固体复合电解质的LFP全固态电池,分别在25℃和60℃具有最高的比容量和最好的循环稳定性。 展开更多

关键词 复合固体电解质 LAGP PEO 全固态LFP锂离子电池 LICLO4 LITFSI LIBOB

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纳米石榴石固体电解质粉体在聚合物电解质中的均匀分散 被引量：1

6

作者 吕寒梅 陈昕 +2 位作者 孙麒富 赵宁 郭向欣 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第3期46-47,共2页

固态锂电池(SSLBs)因采用金属锂负极和固体电解质,具有提高能量密度和安全性的潜质。固体电解质作为固态锂电池的关键材料,对电池性能有重要影响。其中,聚合物-石榴石型复合固态电解质因结合了聚合物电解质的易加工性以及石榴石电解质... 固态锂电池(SSLBs)因采用金属锂负极和固体电解质,具有提高能量密度和安全性的潜质。固体电解质作为固态锂电池的关键材料,对电池性能有重要影响。其中,聚合物-石榴石型复合固态电解质因结合了聚合物电解质的易加工性以及石榴石电解质的热稳定性和高离子电导率的优点,在固态电池规模化制造中具有良好的应用前景。然而,由于纳米固体电解质粉体的表面能高、与有机物的界面兼容性差,导致纳米锂镧锆氧颗粒在聚合物基体中容易发生团聚,进而导致复合电解质的离子电导率降低。本工作引入硅烷偶联剂3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)对Li_(6.4)La_(3)Zr_(1.4)Ta_(0.6)O_(12)(LLZTO)的表面进行改性,旨在改善LLZTO颗粒在溶剂和聚合物基体中的分散性。LLZTO纳米颗粒表面的羟基与GPTMS分子反应形成共价键,在颗粒表面形成一层厚度约5 nm的GPTMS修饰层。GPTMS中具有亲脂性的环氧基团,使改性后的LLZTO纳米颗粒(LLZTO@GPTMS)在有机溶剂中均匀分散。粒度分布实验表明,LLZTO纳米颗粒的分散性与溶剂的极性呈正相关。采用均匀分散的LLZTO悬浮液,制备的PEO:LLZTO复合电解质的室温离子电导率可以达到2.31×10^(-4)S·cm^(-1)。使用优化后的PEO:LLZTO@GPTMS电解质组装的锂对称电池以及以LiFePO_(4)(LFP)为正极、金属锂为负极的SSLBs均表现出更长的循环寿命。此外,GPTMS的修饰有助于LLZTO纳米颗粒在聚乙烯(Polyethylene,PE)隔膜上的均匀涂覆。采用LLZTO@GPTMS涂覆PE隔膜的LFP|Li电池比采用未修饰LLZTO涂覆PE隔膜的电池展现出更优异的循环稳定性。结果表明,GPTMS能够有效提高LLZTO纳米颗粒在有机溶剂和聚合物基质中的分散性,对其他有机-无机复合材料体系具有指导意义。 展开更多

关键词 固态锂电池 石榴石型电解质 复合固体电解质 硅烷偶联剂 纳米粉体分散

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石榴石型Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)复合固体电解质的研究进展 被引量：3

7

作者 刘楚薇 王建明 +1 位作者 王漪霏 刘涛 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期11076-11086,共11页

与Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)(LLZO)片状陶瓷固体电解质相比,LLZO复合固体电解质在复合材料的协同作用下,改善固体电解质与电极界面的润湿性,降低界面电阻,并抑制锂枝晶的生长,提高电池的循环稳定性。室温下离子电导率为10^(-4)~10^(-3) ... 与Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)(LLZO)片状陶瓷固体电解质相比,LLZO复合固体电解质在复合材料的协同作用下,改善固体电解质与电极界面的润湿性,降低界面电阻,并抑制锂枝晶的生长,提高电池的循环稳定性。室温下离子电导率为10^(-4)~10^(-3) S/cm数量级。重点阐述了LLZO基复合固体电解质和LLZO/聚合物固体电解质的最新研究进展,讨论了LLZO含量、晶粒尺寸、微观形貌等对其锂离子传输途径、离子电导率和电池性能的影响,并提出了LLZO复合固体电解质的未来发展方向。 展开更多

关键词 LLZO复合固体电解质 LLZO基复合固体电解质 LLZO/SPE固体电解质 离子电导率 电解质/电极界面 电池性能

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金属锂电池用复合固体电解质的研究进展 被引量：2

8

作者 黄永浩 朱霨亚 +1 位作者 廖友好 李伟善 《电池》 CAS 北大核心 2023年第1期93-97,共5页

固体电解质一般分为聚合物、无机陶瓷及由两者组成的复合体系。聚合物/无机陶瓷复合固体电解质综合了聚合物电解质高柔韧性带来的界面稳定性和无机陶瓷电解质室温离子电导率高的优点,广泛应用于金属锂电池。综述以聚合物为主体的聚环氧... 固体电解质一般分为聚合物、无机陶瓷及由两者组成的复合体系。聚合物/无机陶瓷复合固体电解质综合了聚合物电解质高柔韧性带来的界面稳定性和无机陶瓷电解质室温离子电导率高的优点,广泛应用于金属锂电池。综述以聚合物为主体的聚环氧乙烷(PEO)和聚丙烯腈(PAN)复合电解质,及以无机陶瓷材料为主体的石榴石型、NASICON型和钙钛矿型复合电解质的研究现状及Li+传输机理;展望电解质今后将朝着高离子电导率、低界面阻抗的方向发展。 展开更多

关键词 金属锂电池 无机陶瓷固体电解质 聚合物固体电解质 复合固体电解质

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三维NZSPO/PAN-[PEO-NaTFST]复合钠离子电池固体电解质 被引量：2

9

作者 刘当玲 王诗敏 +3 位作者 高智慧 徐露富 夏书标 郭洪 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期931-937,共7页

本工作采用静电纺丝技术,将快离子导体型无机微纳颗粒Na_(3)Zr_(2)Si_(2)PO_(12)(NZSPO)注入聚丙烯腈(PAN)纳米纤维内,合成了3D纤维网状增强型双连续复合固体电解质材料NZSPO/PAN-[PEO-NaTFST]。结果表明,当NZSPO∶PAN质量比为2∶1时,... 本工作采用静电纺丝技术,将快离子导体型无机微纳颗粒Na_(3)Zr_(2)Si_(2)PO_(12)(NZSPO)注入聚丙烯腈(PAN)纳米纤维内,合成了3D纤维网状增强型双连续复合固体电解质材料NZSPO/PAN-[PEO-NaTFST]。结果表明,当NZSPO∶PAN质量比为2∶1时,复合固体电解质室温离子电导率达3.38×10^(−5) S/cm,电化学稳定窗口达到4.4 V。以Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)为正极,金属Na为负极,组装成全固态钠离子电池,表现出优异的循环稳定性。首次充放电可逆容量达到109.7 mA·h/g,在0.1 C下200次循环后容量保持为84.5 mA·h/g,容量保持77%,库仑效率接近100%。差示扫描量热分析(DSC)曲线证实了NZSPO-PAN复合纤维可在低温下抑制PEO聚合物的结晶,并加速离子传输动力学的过程。 展开更多

关键词 复合固体电解质 电化学性能 钠离子电池 NZSPO/PAN-[PEO-NaTFST]

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聚合物复合固体电解质材料研究进展 被引量：4

10

作者 彭翔 黄楷 +2 位作者 孙志杰 向勇 张晓琨 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期191-199,共9页

固体电解质是发展高安全、高能量密度全固态锂电池的重要材料基础。由聚合物相与无机相复合形成的聚合物复合固体电解质,兼具聚合物轻质、柔性,以及无机材料高强度、高稳定性等优势,是最具应用潜力的固体电解质材料。目前,制约聚合物复... 固体电解质是发展高安全、高能量密度全固态锂电池的重要材料基础。由聚合物相与无机相复合形成的聚合物复合固体电解质,兼具聚合物轻质、柔性,以及无机材料高强度、高稳定性等优势,是最具应用潜力的固体电解质材料。目前,制约聚合物复合固体电解质实际应用的主要瓶颈问题为其室温离子电导率较低。综述了目前关于聚合物复合固体电解质离子传导机制的科学认识以及提升其离子电导率的方法,分析了先进表征工具在揭示聚合物复合固体电解质离子传导机制方面的应用潜力,并展望了聚合物复合固体电解质未来的发展方向和工作重点。 展开更多

关键词 聚合物复合固体电解质 离子电导率 聚合物-陶瓷杂化界面 离子传导机制 先进表征方法

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介孔Li_(0.5)La_(0.5)TiO_3的制备及在聚合物/无机纳米复合固体电解质中的应用

11

作者 付举 张楚虹 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期139-143,共5页

首次采用凝胶冷冻干燥法制备孔径为20 nm左右的钙钛矿型Li0.5La0.5Ti O3(LLTO)介孔固体电解质。通过X射线衍射、扫描电镜、比表面与孔隙分析对其晶体结构和介孔结构进行表征。交流阻抗分析结果显示,相比本体LLTO,介孔LLTO的室温晶粒电... 首次采用凝胶冷冻干燥法制备孔径为20 nm左右的钙钛矿型Li0.5La0.5Ti O3(LLTO)介孔固体电解质。通过X射线衍射、扫描电镜、比表面与孔隙分析对其晶体结构和介孔结构进行表征。交流阻抗分析结果显示,相比本体LLTO,介孔LLTO的室温晶粒电导率变化不大,但由于晶界数量的增加导致室温晶界电导率有所下降。将制得的介孔LLTO加入(PEO)8∶Li TFSI聚合物电解质中形成聚合物/介孔无机纳米复合固体电解质,其室温导电率达5.38×10-5S/cm,较纯(PEO)8∶Li TFSI提高了4.2倍。 展开更多

关键词 冷冻干燥 钙钛矿型Li0.5La0.5TiO3 (PEO)8∶LiTFSI 电导率 复合固体电解质

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PEO基聚合物-陶瓷复合固体电解质研究进展

12

作者 李承斌 倪艳荣 +2 位作者 杨书廷 郑先锋 冀盛亚 《电源技术》 CAS 北大核心 2022年第5期476-479,共4页

全固态电池(ASSB)由于能量密度高、热稳定性好、安全可靠而受到广泛关注。固体电解质是其关键部件。聚环氧乙烷(PEO)基聚合物-陶瓷复合固体电解质(CSE)体系具有物美价廉、安全可靠的特点,研究颇为广泛,适用于高性能ASSB。总结了PEO基聚... 全固态电池(ASSB)由于能量密度高、热稳定性好、安全可靠而受到广泛关注。固体电解质是其关键部件。聚环氧乙烷(PEO)基聚合物-陶瓷复合固体电解质(CSE)体系具有物美价廉、安全可靠的特点,研究颇为广泛,适用于高性能ASSB。总结了PEO基聚合物-陶瓷CSE的最新进展。从组分、电化学性能、无机陶瓷颗粒结构和离子导电机理进行了分析总结,介绍了PEO基聚合物-无机陶瓷CSE的设计方向、主要挑战和应用前景。 展开更多

关键词 聚环氧乙烷 无机陶瓷 复合固体电解质 离子电导率 全固态电池

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氧化物固体电解质的三维框架结构设计及在全固态锂离子电池中的应用

13

作者 陈斐 Rannalter Leana Ziwen +2 位作者 宋尚斌 曹诗雨 沈强 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第19期10-24,共15页

相比于传统锂离子电池,全固态锂电池在安全性、能量密度和工作温度范围等方面具有显著优势,研究并开发固体电解质是突破锂电池的技术瓶颈和进一步产业化发展的关键步骤。针对目前聚合物复合电解质中的颗粒填料团聚以及固体电解质/电极... 相比于传统锂离子电池,全固态锂电池在安全性、能量密度和工作温度范围等方面具有显著优势,研究并开发固体电解质是突破锂电池的技术瓶颈和进一步产业化发展的关键步骤。针对目前聚合物复合电解质中的颗粒填料团聚以及固体电解质/电极界面中存在的问题,该领域涌现了一批具有创新性的无机固体电解质结构设计。本文首先对基于三维氧化物固体电解质框架的复合电解质中的离子传输途径进行了概括性的讨论,阐述了电解质的结构可能对离子传输带来的影响。文章重点介绍了近年来对氧化物固体电解质的三维框架结构设计和应用及其制备方法,详述了不同的电解质框架结构对电池电化学性能方面的优化策略并对电池性能进行了比较。三维电解质框架除了可以作为复合电解质的基体外,也可以将电极材料填入其中,使其作为复合电极的基体,为电极与电解质之间提供了一种新的接触形式,以解决电极的体积变化和锂枝晶生长问题。文章在最后对设计思路以及仍面临的挑战进行了总结。 展开更多

关键词 复合固体电解质 三维框架 锂离子电导率 全固态电池 多孔材料

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