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一种适用于具有膨胀操作温度的高性能锂金属电池的阻燃聚合物电解质( A flame-retardant polymer electrolyte for high performance lithium metal batteries with an expanded operation temperature )
Jingwei Xiang Yi Zhang Bao Zhang Lixia Yuan Yunhui Huang
具有高离子电导率、良好界面稳定性和安全性的聚合物电解质是实用化可充电锂金属电池(LMBs)的迫切需求。本文提出了一种新的阻燃聚合1,3-二氧戊环电解质(PDE),它是由多官能三(五氟苯基)硼烷(TB)添加剂原位形成的。原位生成的PDE不仅提供了稳定的电极-电解质界面的一体化电池结构,而且实现了良好的阻燃性、显著扩大的工作温度极限和改善的氧化稳定性。此外,TB还有助于形成高度稳定的富LiF固体电解质界面相(SEI)。另外,PDE与电极和聚丙烯(PP)隔膜相容性好,几乎不增加电池厚度,添加剂TB用量少,没有因聚合而造成重量或体积能量密度的损失。在原位生成PDE的基础上,不添加LiNO3的Li-S电池具有良好的循环稳定性(>500次循环)和较宽的工作温度(20~50°C);高压Li-LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2和Li-LiFePO4电池均表现出优异的电化学性能(>1200次循环)。此外,我们组开发的超声成像技术也证明使用PDE的袋细胞内没有气体产生。本工作为高性能LMBS的高稳定性聚合物电解质的设计提供了一种简便实用的方法。
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