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聚合物基准固态电解质(QSE)由于能够保证包括锂金属电池(LMB)在内的可充电电池的高安全性而备受关注。然而，它面临着电解质离子电导率低和QSE与锂阳极之间的固体电解质界面(SEI)层的问题。本文首次证明了锂离子(Li+)的有序快速输运可以在QSE中实现。由于Li+在聚合物网络叔胺(-NR3)基团上的配位强度高于酯溶剂羰基(-C=O)基团上的配位强度，Li+可以在聚合物的-NR3上有序快速扩散，显著提高QSE的离子电导率，达到3.69 mS cm-1。此外，聚合物的-NR3可以诱导SEI中原位、均匀生成Li3N和LiNxOy。结果表明，使用该QSE的Li//NCM811电池(50 μm Li箔)在~1.5 mA cm-2下具有220次循环的优异稳定性，是传统QSE电池的5倍。LiFePO4的LMB可以稳定运行约8300 h。该工作为提高QSE离子电导率提供了一个有吸引力的概念，也为开发具有高循环稳定性和安全性的先进LMB提供了重要的一步。图文简介
通过调节Li+与聚合物网络和液体介质官能团之间的配位强度，形成了低速率的无序Li+输运和高速率的有序Li+输运示意图。此外，psoa的-NR3可以在SEI上诱导原位均匀生成离子电导体，从而实现稳定的锂镀/剥离过程
通过调节Li+与聚合物网络和液体介质官能团之间的配位强度，形成了低速率的无序Li+输运和高速率的有序Li+输运示意图。此外，psoa的-NR3可以在SEI上诱导原位均匀生成离子电导体，从而实现稳定的锂镀/剥离过程
(a)变温度下QSE和LE的离子电导率测试。(b)外加电位为10 mV和EIS的Li//QSE(PSOA)//对称电池极化前后电流随极化的变化。(c)不同溶剂的15N NMR测试。(d, f)不同溶剂的红外光谱。(e)不同溶剂的17O NMR测试。(g)离子从无序输运到有序输运的示意图
lmb的性能。(a)以不锈钢作为工作电极，以Li作为计数/参比电极，扫描速率为1 mV s-1，对QSE和lev进行LSV测试。(b) Li-NCM811全电池在NCM811加载量为2 mg cm-2时，LE、QSE(PTPA)和QSE(PSOA)的倍率性能。(c)当LiFePO4负载量为10.6 mg cm-2时，锂-LiFePO4充满电池的极化曲线。(d)当aNCM811加载量为8.6 mg cm-2时，Li-NCM811电池在1c下的循环稳定性(CE:库仑比效率)。(e) NCM811负载量为8.6 mg cm-2的锂-NCM811充满电池第30次循环充放电曲线。(f)锂lifepo4全电池在0.5℃下的循环稳定性。(g)不同电流密度下与已有报道的全电池循环寿命的比较
关于QSE(PSOA)物理特性的光学图像。(a) QSE(PSOA)的灵活性和(b)可加工性。(c) QSE(PSOA)和(d) LE的光学图像阻燃测试。(e)发光二极管(LED)在不同条件下的测试。论文信息原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202302559通讯作者：河南大学 赵勇
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收录于合集 #聚合物 189个上一篇AFM静电纺丝制备高耐热性MOFs基聚合物电池隔膜
