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日本研制新型聚合物固态电解质
时间:2022-09-13 15:44:00            字体[       ] [ 打印 ]
  据Mining.com网站报道,日本东北大学(Tohoku University)的研究人员研制了一种锂离子电池用聚合物固态电解质,在保持设备导电性的同时比通常使用的电解质更加安全。

  在发表于《交叉科学》(iScience)期刊的论文中,科学家解释称,液态碳酸亚乙酯(EC,Ethylene Carbonate)及其凝胶因其耐电压性和离子导电性而被选作锂离子电解质。但是,这些材料非常易燃。

  而聚合物固态电解质被认为比EC电解质更加安全。聚乙二醇(PEG,PolyEthylene Glycol)等物质已被提出作为抗冲击锂离子电解质。不过,PEG基聚合物电解质在常温下结晶,导致室温下锂离子导电性大幅降至10-6 S/cm。

  为解决这个问题,东北大学的研究团队研制了一种新的聚合物固态电解质,将具有几个微米孔的多孔聚合物膜与可光交联的PEG基聚合物电解质相结合。

  这种聚合物固态电解质实现了较宽的电位窗口(4.7V)、10-4S/cm级别的高锂离子电导率,与液体电解质相当,可以满足实际需求,锂离子迁移数也高(0.39)。
 
  由于自然扩散原理,锂离子在电解质中运移的方向不固定。其运移的距离在几个μm到10μm,而且在电极之间并不总是线性移动,这也是离子导电率衰减的原因之一。但这项新研究表明,当可光交联PEG基固态聚合物电解质与微米级多孔膜结合使用时可大幅提高性能。

  研究人员称,聚合物固态电解质不仅性能好,而且可以有效地阻止导致短路的锂枝晶的产生。

 

 

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