华南理工大学的朱敏、胡仁宗《AM》:构建富锂人工SEI层助力高离子电导率...

发布网友发布时间：2024-10-03 20:32

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热心网友时间：2024-10-04 02:26

华南理工大学朱敏和胡仁宗团队在《Advanced Materials》上发表的研究揭示了一种创新策略，旨在通过构建富锂人工SEI层来提升全固态锂金属电池的离子电导率。他们利用合金-聚合物复合电解质，通过开环聚合技术，成功在锂基合金颗粒周围形成了一层非晶态的人工界面层。这个人工SEI层的特性类似于传统锂离子电池中的SEI层，锂在其中以梯度分布，有助于离子的高效传输。

研究发现，通过电化学分析和理论模型，Li21Si5掺杂的PEOm固体电解质能够提供快速的离子传输路径，显著提高电池的离子电导率。在实验条件下，30℃时，PEOm-5%Li21Si5复合电解质的离子电导率达到3.9 × 10^-5 S cm^-1，45℃时则提升至5.6 × 10^-4 S cm^-1。他们组装的LiFePO4 | PEOm-5%Li21Si5 | Li全固态电池表现出优异的循环稳定性和高倍率性能，例如在30°C下，100次循环后仍能保持129.2 mA h g^-1的稳定容量，45°C下200次循环后容量也能达到111.3 mAh g^-1。

华南理工大学的这项工作为全固态锂金属电池的性能提升提供了新的可能，展示了在固体电解质设计上的突破，有望推动电动汽车电池的安全性和效率提升。详细研究已在《Advanced Materials》上发表，为高分子科学前沿的研究做出了重要贡献。