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中南侯紅帥Small：碳點(diǎn)激發(fā)固態(tài)電池鋰離子動力學(xué)

固體復(fù)合電解質(zhì)鋰電池被認(rèn)為是下一代電池最具競爭力的體系之一，但它仍然受到離子擴(kuò)散遲緩的制約。聚氧化乙烯(PEO)非晶相具有離子傳輸快的特點(diǎn)，而Li⁺的遷移率受PEO和Li⁺之間配位相互作用的制約。

近日，中南大學(xué)侯帥紅（通訊作者）等人在知名期刊Small上發(fā)表了題為“Carbon Dots Evoked Li Ion Dynamics for Solid State Battery”的研究性論文。

CDs的TEM分析

作者提出了將表面特征豐富的功能化碳點(diǎn)(Cd)作為填料的設(shè)計方案。由于聚合物鏈段的離子遷移能力增強(qiáng)和Li⁺的遷移性增強(qiáng)，CD基復(fù)合電解質(zhì)具有較高的離子導(dǎo)電性。尤其是氮硫共摻雜碳點(diǎn)(NS-CD)的最佳性能是由于NS-CD中的邊緣氮/硫與Li⁺之間存在較強(qiáng)的相互作用所致。

固態(tài)電解質(zhì)的性能分析

固體核磁共振結(jié)果證實(shí)，生成了更多的活動性Li⁺。此外，與PEO電解液相比，鋰枝晶受到抑制，力學(xué)性能增強(qiáng)，遷移數(shù)高。相應(yīng)的全固態(tài)電池，以LiFePO₄或高壓NCM523為正極，具有較長的循環(huán)壽命和優(yōu)異的倍率性能。這是實(shí)現(xiàn)鋰離子均勻沉積的高離子電導(dǎo)率復(fù)合電解質(zhì)的一種新策略，為研究鋰離子的快速遷移機(jī)理提供了新的方向。

四種電解質(zhì)的拉曼光譜，傅里葉變換紅外光譜和核磁分析

Carbon Dots Evoked Li Ion Dynamics for Solid State Battery(Small, 2021, DOI:10.1002/smll.202102978)

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