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?孟躍中/肖敏EnSM：基于無(wú)溶劑技術(shù)制備的超長(zhǎng)壽命和超薄準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)

由于有機(jī)溶劑的過(guò)度消耗和環(huán)境保護(hù)協(xié)議的加強(qiáng)，有必要開(kāi)發(fā)理想的方法來(lái)加工固態(tài)電解質(zhì)。

圖1. 所得QPE膜的表征

中山大學(xué)孟躍中、肖敏等報(bào)告了一種全無(wú)溶劑的方法來(lái)制備低成本、可回收、柔性、超薄和高離子傳導(dǎo)率的準(zhǔn)固態(tài)聚合物電解質(zhì)（QPE）膜，這是一種5μm厚的PE隔膜，里面填充有聚醚-嵌段-聚酰胺（PEO-b-PA6）/LiTFSI/四乙二醇二甲醚（TEGDME）（PPLT），可用于安全的鋰金屬電池。具有超分子氫鍵的PEO-b-PA6的自融合特性保證了即使在極端變形和無(wú)溶劑加工過(guò)程的裂縫中也能有親密和完美的界面。

超薄的PE隔膜具有很強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度，即使在超過(guò)1200小時(shí)的循環(huán)后也能防止電池短路，而且只需添加25wt%的TEGDME作為增塑劑，PPLT的離子電導(dǎo)率在30℃時(shí)就能達(dá)到1.02*10^-4 S cm^-1。

圖2. 半電池性能

結(jié)果，采用PPLT作為電解質(zhì)的LFP/Li電池在28℃和1C下循環(huán)700次后，表現(xiàn)出優(yōu)異的可逆容量為116 mAh g^-1。此外，使用PPLT的聚合物軟包電池在0.2C下循環(huán)200次后，實(shí)現(xiàn)了124.9 mAh g^-1的高可逆容量，并且表現(xiàn)出了良好的柔性和令人印象深刻的安全性。

另外，需要指出的是，這種無(wú)溶劑制膜工藝和這種QPE的出色電化學(xué)性能可以進(jìn)一步提供給其他室溫可充固態(tài)鋰金屬電池，并開(kāi)啟安全、低碳的綠色高能固態(tài)電池。

圖3. 全電池性能

Ultra-Long-Life and Ultrathin Quasi-solid Electrolytes Fabricated by Solvent-free Technology for Safe Lithium Metal Batteries. Energy Storage Materials 2023. DOI: 10.1016/j.ensm.2023.03.012

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