陈南开 陈军 锂金属电池中聚合物电解质的电化学性能如何影响

小夏 科技 更新 2024-01-29

基于聚环氧乙烷(PEO)或聚乙二醇(PEG)的锂电池电解液引起了人们的极大兴趣,但其应用仍受到室温离子电导率低( )、电化学稳定窗口窄(ESW)和锂离子迁移率(LTN)等因素的阻碍。

这里南开大学**, 程方毅, 张旺庆等研究了聚合物端基对甲氧基聚乙二醇(MPEG)电解质物理和电化学性能的影响。 作者合成了具有不同端基的中分子量MPEGs,包括羟基端基(MPEG-OH)、碳酸丙酯端基(MPEG-PC)、-OC3端基(MPEG-OC3)和-OCH2CF3端基(MPEG-3F),并制备了一批LitFSI MPEG复合电解质,用于锂电池的电化学对比研究。

在四种PEG基电解质中,含有三氟乙氧基端基的MPEG-3F是最高的,因为它具有最低的粘度和良好的LitFSI解离性;LTN是最高的,因为它覆盖了TFSI阴离子;由于碳氟化合物的高键能和耐高压性,ESW是最宽的。 由于MEPG350-3F电解液具有良好的电化学性能,Li||litfsi/mepg350-3f||在锂电池中循环1400 h后,发现了均匀的锂沉积表面,最后研究了以LinicomNO2(NCM523)为正极的组装LiFePO4||,litfsi/mpeg350-3f||锂电池和NCM523||litfsi/mpeg350-3f||锂电池。

图1示意图

综上所述,本文研究了四种具有不同端基的MPEG电解质的物理和电化学性质,包括羟基端基MPEG(MPEG-OH)、碳酸丙酯端基(MPEG-PC)、甲氧基端基(MPEG-OCH3)和三氟乙氧基端基(MPEG-3F)。 这些端基对LitFSI MPEG电解质的物理和电化学性质有显著影响,如锂盐的结晶、粘度、解离能力、氟的化学环境和特殊聚集体的形成、ESW、LTN以及LitFSI MPEG电解质与锂金属阴极的界面电阻等。

MPEG-OH具有与锂金属反应的活性-OH末端,但它具有MPEG-OH最高的结晶度和最低的解离锂盐,因此不适合用作电解质。 具有碳酸丙酯端基的MPEG-PC以最小的结晶度极大地抑制了MPEG结晶,但具有相对较高的界面电阻和较低的LTN,因此不适合用作高性能电解质。 具有甲氧基端基的MPEG-OCH3具有中等程度的结晶,相对较高,但LTN较低。

含有三氟乙氧基端基的MPEG-3F具有最高的粘度和良好的litFSI解离性;它具有最高的 LTN,因为它封装了 TFSI 阴离子;它具有最宽的ESW,因为它具有高键能和耐高压的碳氟化合物。 组装对称锂电池和磷酸铁锂电池与氟化MPEG-3F可延长循环寿命。 因此,本工作证明了附着在PEG主链上的端基如何影响锂金属电池中PEO基电解质的电化学性能,有望为聚合物电解质的合成和设计做出贡献。

图2电池性能

how the peg terminals affect the electrochemical properties of polymer electrolytes in lithium metal batteries,energy storage materials2023 doi: 10.1016/j.ensm.2023.103066

相似文章

    食物过敏如何影响健康? 如何管理食物过敏?

    食物是生命的支柱,但对一些人来说,食物不是一种幸福,而是一种潜在的健康危机。食物过敏是免疫系统的异常反应,对特定食物中的蛋白质产生过度敏感,引发一系列不舒服的反应。本文将仔细研究食物过敏对健康的影响,以及如何科学有效地管理它们,以帮助面临这一健康挑战的个人建立更健康的生活。食物过敏对健康的影响。.免...

    性别年龄训练 训练如何影响 50 米短跑的时间?

    在浩瀚的体育舞台上,米短跑犹如一幅生动的画卷,每一次短跑都是一首奋斗与荣誉的诗。那么,在这个短道上完成课程需要多少时间呢?这个答案的形状,就像一朵飘渺的云,取决于许多因素 性别 年龄 身体状况或训练水平每个因素都像一只看不见的手,影响着时间的流逝。在青春的赛道上,性别扮演着关键角色。男性往往具有更强...

    化妆对毛孔的影响以及如何避免?

    化妆作为一种美容形式,可以改善皮肤的外观,但化妆不当会对毛孔产生负面影响。以下是一些关于化妆如何影响毛孔以及如何避免毛孔的提示 化妆对毛孔的影响 堵塞毛孔 使用不当的化妆品会堵塞毛孔,导致毛孔粗大和粉刺的形成。突出毛孔 使用不合适的底妆或底漆可能会突出毛孔并使其看起来更明显。导致皮肤干燥 长时间化妆...

    作为一个成年人,我怎样才能减少原生家庭的影响?

    每隔一段时间,关于原生家庭的话题讨论就会冲上热搜,最近我又刷上了这样一个话题 原生家庭很幸福的经历是什么 看到这个热搜,我的第一反应是,不知道有一个幸福的原生家庭是什么感觉,但说到一个不幸福的原生家庭,我就有很多话语权。我记得我的整个童年都是在父母争吵的声音中度过的。我一直觉得自己是他们不幸婚姻的最...

    教育资源和习环境如何影响学生的学业成绩?

    教育资源和习环境对学生的学业成绩有重大影响。学科排名靠前的学校通常拥有丰富的师资力量和先进的教学设施,为学生提供了更广阔的习空间和更丰富的教育资源。良好的习环境还可以激发学生学习习的兴趣和动力,促进他们的学业发展。随着信息技术的飞速发展,软件工程的重要性日益凸显。排名靠前的学校在软件工程学科方面具有...