Важный прогресс в изучении регулирования интерфейса для твердотельных литиевых батарей

В следующем поколении литий-ионных аккумуляторов для электромобилей и мобильных телефонов будут выбраны твердотельные литий-ионные аккумуляторы с более высокой плотностью энергии и большей безопасностью. Чтобы ускорить исследования и разработку новых материалов и полностью твердотельных литий-ионных аккумуляторов, в рамках 13-го пятилетнего плана впервые была создана Национальная программа ключевых исследований и разработок технологии генома материалов. Мы надеемся ускорить исследования и разработки твердотельных литий-ионных аккумуляторов с помощью новых концепций и технологий высокопроизводительных вычислений, синтеза, обнаружения и баз данных (машинное обучение и интеллектуальный анализ больших данных). Был начат национальный ключевой проект по исследованию и разработке полностью твердотельных батарей на основе технологии материального генома, который был совместно осуществлен профессором Пан Фэном из Школы новых материалов Шэньчжэньской высшей школы Пекинского университета в качестве главного научного сотрудника. и во главе с 11 организациями.

Важная часть этого проекта включает исследование и разработку новых материалов с твердым электролитом и твердыми батареями. Твердый электролит в основном делится на неорганический твердый электролит, твердый полимерный электролит и композитный твердый электролит. Традиционные твердотельные полимерные электролиты имеют низкую проводимость и узкое окно потенциалов вблизи комнатной температуры, в то время как неорганические твердотельные электролиты обладают плохой гибкостью и большим межфазным сопротивлением. В качестве комбинации этих двух композитный твердый электролит не только обладает гибкостью, но также имеет хорошую проводимость при относительно низкой температуре, что имеет широкие перспективы для исследований.

Группа профессора Пан Фэна в последнее время добилась значительного прогресса в исследованиях композитного твердого электролита и регулирования границ раздела фаз. Неорганико-органический композитный твердый электролит (CSE-B-71515) был приготовлен путем смешивания неорганического твердого электролита (Li.3Al 0,3Ti1,7 (PO4) 3), органического полиоксиэтилена (PEO) и борированного полиэтиленгликоля (BPEG) в соотношении 7: 1,5: 1,5. Неорганические твердые электролиты обеспечивают каналы для иона лития и придают композитным твердым электролитам высокую механическую прочность. Органическая макромолекула PEO не только проводит ион лития, но также играет роль в связывании керамических частиц. Органический низкомолекулярный БПЭГ сначала снижает кристалличность ПЭО, а затем меняет жесткий контакт между твердым и твердым поверхностями на мягкий. Контакт может вызвать отложение лития и более равномерное его выделение на металлическом литии. Обладая вышеуказанными характеристиками, электролит может хорошо блокировать образование дендритов лития физически и химически. Кроме того, фосфат лития, железа и металлический литий использовались в качестве положительного и отрицательного электродов для композитного твердого электролита при 60 градусах Цельсия. Удельная емкость 158 мАч г-1 была получена при соотношении 0,1 ° С, а 94 мАчg-1 было получено при соотношении 2 ° С. Это исследование имеет важное руководящее значение для изучения твердого электролита.

Исследование было опубликовано в последнем международном журнале Advanced Energy Materials (Adv. Energy. Mat., 2017, 1701437, DOI: 10.1002 / aenm. 201701437, с импакт-фактором 16,7). Работа была проведена профессором Пан Фэном и в соавторстве с доктором Ян Луи в качестве первого автора и команды. Эта работа поддерживается Национальным проектом по генам ключевых материалов и инновационной группой провинции Гуандун.

Страница содержит содержимое машинного перевода.