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题名溶剂化离子液体修饰的高性能聚环氧乙烷基固态电解质
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作者
邱安
王子涵
董鑫
董金超
蒋玉雄
李剑锋
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机构
厦门大学能源学院
厦门大学化学化工学院
厦门高容纳米新材料科技有限公司
嘉庚创新实验室
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出处
《厦门大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第1期93-102,共10页
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基金
国家重点研发计划(2019YFA0705402)
国家自然科学基金(21925404,22021001)
福建省高校产学研联合创新项目(2023H6029)。
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文摘
[目的]针对聚环氧乙烷(PEO)基固态电解质存在高压稳定性差、锂离子迁移数和电导率低等问题,设计制备了一系列溶剂化离子液体[Li(G4)][FSI]修饰的PEO基固态电解质.[方法]引入溶剂化离子液体[Li(G4)][FSI]作为PEO基固态电解质的锂源和添加剂,运用各种谱学和电化学方法对固态电解质进行表征,并考察了[Li(G4)][FSI]含量对固态电解质的影响.[结果]当n(EO)∶n(Li)=20∶1时,与PEO-LiFSI-20∶1(PF-20)相比,制备的PEO-[Li(G4)][FSI]-20∶1(PGF-20)固态电解质的结晶度和机械强度未产生明显变化,在60℃下其锂离子电导率(0.44 mS/cm)和迁移数(0.253)明显提升.随着[Li(G4)][FSI]含量的增加,固态电解质的结晶度和机械性能未产生明显变化,其60℃下的锂离子电导率随之增加,而孔道直径和数量则呈先减小后增大的趋势,其中PGF-20的孔道直径最小、数量最少,且具有最低的对称电池过电位和最高的氧化电位.将PGF-20应用到Li‖LiFePO_(4)全固态电池,可以在60℃、0.5 C的条件下稳定循环100次,且容量保持率可达88.7%.[结论]溶剂化离子液体的引入使得固态电解质表面产生微米级的孔道结构,从而有利于锂离子的传输;适量引入溶剂化离子液体可生成富含LiF的稳定固态电解质界面,使其锂对称电池具有较低的过电位.本研究成功构筑基于溶剂化离子液体的高性能PEO基固态电解质,可为同类型固态电解质的开发提供借鉴.
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关键词
聚环氧乙烷基固态电解质
溶剂化离子液体
固态锂金属电池
锂离子电导率
锂离子迁移数
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Keywords
poly(ethylene oxide)-based solid-state electrolyte
solvated ionic liquid
solid-state lithium metal battery
lithium-ion conductivity
lithium-ion transference number
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分类号
O69
[理学—化学]
O646
[理学—物理化学]
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