近期,中國科學(xué)院金屬研究所沈陽材料科學(xué)國家研究中心先進(jìn)炭材料研究部新型電化學(xué)材料與器件團(tuán)隊(duì)在聚環(huán)氧乙烷基高性能電解質(zhì)和固態(tài)電池方向取得進(jìn)展,明顯提高了全固態(tài)聚合物鋰電池循環(huán)使用次數(shù)和穩(wěn)定性,并實(shí)現(xiàn)在室溫和低溫下的優(yōu)異電化學(xué)性能。
固態(tài)電池是采用固態(tài)電解質(zhì)代替液態(tài)電解質(zhì)的新型電化學(xué)儲(chǔ)能器件,其具有安全性能高和能量密度高的特點(diǎn)。其中,聚環(huán)氧乙烷(PEO)因輕質(zhì)、易成膜以及與電極間良好的界面接觸等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于固態(tài)電解質(zhì)的研究。
研究人員針對聚環(huán)氧乙烷基固態(tài)電解質(zhì)中鋰離子電導(dǎo)率和遷移數(shù)較低的問題,利用多硫化鋰的穿梭效應(yīng),制備了新型聚環(huán)氧乙烷固態(tài)電解質(zhì),從而實(shí)現(xiàn)快速的鋰離子傳輸,并有效改善其穩(wěn)定性。
針對聚環(huán)氧乙烷基固態(tài)電池普遍在較高溫度(50~70 ℃)下使用,而在室溫及低溫下難以工作的問題,研究人員從鋰離子傳輸?shù)奈⒂^尺度出發(fā),實(shí)現(xiàn)了離子傳輸尺度上均質(zhì)且快速的離子通路的形成,使固態(tài)電池在室溫和低溫下也表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能。