上海大学AEM:集成结构的3 µm超薄混合电解质膜,助力全固态锂金属电池

高分子能源 · 公众号 · · 2024-01-29 08:15

正文

具有优异Li ⁺ 输运性能的超薄全固态电解质是开发高能量密度固态锂金属电池的理想材料。然而，如何平衡电化学性能和力学性能仍然是一个巨大的挑战。本文通过集成单个功能化有机和无机模块，构建了厚度仅为3 µm，重量为11.7 g m ⁻² 的超薄固体电解质膜。优化后的混合电解质膜具有高的室温离子电导率(1.77×10 ⁻⁴ S cm ⁻¹ )、高的Li ⁺ 转移数(0.65)、高的机械强度(强度为29MPa，延伸率为95%)和可忽略的180℃热收缩等优点。分析结果表明，膜中磺酸锂功能化介孔二氧化硅纳米颗粒通过阴离子捕获和阳离子交换对Li ⁺ 的选择性运输起着至关重要的作用。采用高压NCM阴极和薄锂阳极组装而成的袋式电池具有良好的长期循环稳定性，在室温下具有出色的倍率性能，并且在滥用条件下具有很高的安全性。目前的工作为实现超薄全固态电解质的锂金属电池提供了一种创新策略。

图文简介

改善 Li|SPE/SiO 2 –SO 3 Li|NCM@LN 锂金属电池电化学性能的超薄混合固态电解质示意图。