中南大学刘洪涛AFM: 片状锂掺杂高熵氧化物使基于PEO的复合固体电解质更适用于锂金属电池

科技   2024-12-29 20:08   江苏  


作为固态电解质的聚环氧乙烷(PEO)面临着严重的局限性,包括离子电导率低、电化学窗口窄和机械强度差。为了解决这些问题,我们通过一种简便的微波辅助深共晶溶剂(DES)方法合成了具有丰富表面氧空位的片状锂掺杂高熵氧化物(LHEO-f),并将其加入到基于PEO的复合固体电解质(CSE)中。片状LHEO-f填料的形态增加了与聚合物链的连续接触表面积,而氧空位则增强了界面相互作用。这种协同作用减少了聚合物变形,增强了CSE的机械强度。此外,LHEO-f的表面缺陷改善了与聚合物基体含氧基团的相互作用,促进了锂离子迁移。使用这些CSE的全固态锂金属电池(ASSLMB)具有出色的高倍率容量和循环稳定性。这些研究结果表明,LHEO-f的加入大大提高了基于PEO的CSE的性能,展示了其在固态电池领域进一步发展和实际应用的潜力。

图文简介

a )不同烧结时间LHEO-f的XRD曲线;LHEO-f在b )和c )烧结前后的SEM图像;d ) LHEO-f的EDS面扫描;e ) LHEO-f的AFM图像和厚度曲线。

a ) TEM图像,b,c ) HRTEM图像,d,e ) LHEO-f的晶格间距;f ) HEO-f和LHEO-f的XPS O1s谱图和g ) EPR谱图。

a ) SPE-PEO和b ) CSE-10LHEO-f (插图是真实的照片)的SEM图像;c ) CSE-10LHEO-f截面的EDS面扫描;d ) CSEs的XRD曲线,e ) DSC曲线,f ) CSEs的应力-应变曲线。

a ) CSE-10LHEO-f在25 ~ 60 ℃的奈奎斯特图;b ) Arrhenius图,c ) CSE的LSV曲线;D )恒电流循环性能和在0.1 cm-2下使用不同CSEs的Li对称电池的扩大视图;Li对称电池的临界电流密度采用e ) SPE-PEO和f ) CSE-10LHEO-f . g )对称电池中Li沉积的示意图。

LFP|CSEs|Li ASSLBs在45 °C下的电化学性能

论文信息

原文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.202419095

通讯作者Hongtao Liu


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文章来源:高分子能源

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